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INTRODUCCION

En el presente trabajo de investigación se desarrollan diversos temas de las ciencias biológicas, los cuales son de utilidad para ampliar nuestros conocimientos, en esta área de estudio tan importante de la enfermería, además nos permitirán tener nociones de temas más profundos e importantes en nuestra carrera universitaria de Técnico Superior en Enfermería.

El tratamiento de estos tópicos se inicia con el estudio de las células, por medio de métodos y técnicas conocidas, tales como los microscopios ópticos y electrónicos tema tratado aquí en este trabajo monográfico, así como también las diferentes teorías celulares, sus características, la membrana celular y su potencial, la composición química y la estructura y el tan importante tema de la osmosis.

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Los Virus

En biología, un virus (del latín virus, «toxina» o «veneno») es un agente infeccioso-microscópico que sólo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos. Los virus infectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas, hasta bacterias y arqueas. Los virus son demasiado pequeños para poder ser observados con la ayuda de un microscopio óptico, por lo que se dice que son sub-microscópicos.

El primer virus conocido, el virus del mosaico del tabaco, fue descubierto por Martinus Beijerinck en 1899, y actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunos autores opinan que podrían existir millones de tipos diferentes. Los virus se hallan en casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica más abundante. El estudio de los virus recibe el nombre de virología, una rama de la microbiología.

Ejm del virus de la influenza visto con un microscópico

A diferencia de los priones y viroides, los virus se componen de dos o tres partes: su material genético, que porta la información hereditaria, que puede ser ADN o de ARN; una cubierta proteica que protege a estos genes llamada cápside y en algunos también se puede encontrar una bicapa lipídica que los rodea cuando se encuentran fuera de la célula —denominada envoltura vírica—. Los virus varían en su forma, desde simples helicoides oicosaedros hasta estructuras más complejas. El origen evolutivo de los virus aún es incierto, algunos podrían haber evolucionado a partir de plásmidos (fragmentos de ADN que se mueven entre las células), mientras que otros podrían haberse originado desde bacterias. Además, desde el punto de vista de la evolución de otras especies, los virus son un medio importante de transferencia horizontal de genes, la cual incrementa la diversidad genética.

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Los virus se diseminan de muchas maneras diferentes y cada tipo de virus tiene un método distinto de transmisión. Entre estos métodos se encuentran

los vectores de transmisión, que son otros organismos que los transmiten entre portadores. Los virus vegetales se propagan frecuentemente por insectos que se alimentan de su savia, como los áfidos, mientras que los virus animales se suelen propagar por medio de insectos hematófagos. Por otro lado, otros virus no precisan de vectores: el virus de la gripe (rinovirus) se propaga por el aire a través de los estornudos y la tos y los norovirus son transmitidos por vía fecal-oral, o a través de las manos, alimentos y agua contaminados. Los rotavirus se extienden a menudo por contacto directo con niños infectados. El VIH es uno de los muchos virus que se transmiten por contacto sexual o por exposición con sangre infectada.

No todos los virus provocan enfermedades, ya que muchos virus se reproducen sin causar ningún daño al organismo infectado. Algunos virus como el VIH pueden producir infecciones permanentes o crónicas cuando el virus continúa replicándose en el cuerpo evadiendo los mecanismos de defensa del huésped. En los animales, sin embargo, es frecuente que las infecciones víricas produzcan una respuesta inmunitaria que confiere una inmunidad permanente a la infección. Los microorganismos como las bacterias también tienen defensas contra las infecciones víricas, conocidas como sistemas de restricción-modificación. Los antibióticos no tienen efecto sobre los virus, pero se han desarrollado medicamentos antivirales para tratar infecciones potencialmente mortales.

Características de los Virus

Los virus son seres que están compuestos de ADN o ARN lo cual les permite la replicación en células vivas estos no pueden ser curados y que solo pueden ser controlados por medio de diferentes tratamientos los cuales no son muy baratos para la población en general.

Los virus son parásitos intracelulares submicroscópicos, compuestos por ARN o por ácido desoxirribonucleico (ADN) —nunca ambos— y una capa protectora de proteína o de proteína combinada con componentes lipídicos o glúcidos. En general, el ácido nucleico es una molécula única de hélice simple o doble; sin embargo, ciertos virus tienen el material genético segmentado en dos o más partes. La cubierta externa de proteína se llama cápsida, y las subunidades que la componen, capsómeros. Se denomina nucleocápsida al conjunto de todos los elementos anteriores. Algunos virus poseen una envuelta adicional que suelen adquirir cuando la nucleocápsida sale de la célula huésped. La partícula viral completa se llama virión. Los virus son parásitos intracelulares obligados, es decir:

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sólo se replican en células con metabolismo activo, y fuera de ellas se reducen a macromoléculas.

El tamaño y forma de los virus son muy variables. Hay dos grupos estructurales básicos: isométricos, con forma de varilla o alargados, y virus complejos, con cabeza y cola (como algunos bacteriófagos). Los virus más pequeños son icosaédricos (polígonos de 20 lados) que miden entre 18 y 20 nanómetros de ancho (1 nanómetro = 1 millonésima parte de 1 milímetro). Los de mayor tamaño son los alargados; algunos miden varios micrómetros de longitud, pero no suelen medir más de 100 nanómetros de ancho. Así, los virus más largos tienen una anchura que está por debajo de los límites de resolución del microscopio óptico, utilizado para estudiar bacterias y otros microorganismos.

Muchos virus con estructura helicoidal interna presentan envueltas externas (también llamadas envolturas o cubiertas) compuestas de lipoproteínas, glicoproteínas, o ambas. Estos virus se asemejan a esferas, aunque pueden presentar formas variadas, y su tamaño oscila entre 60 y más de 300 nanómetros de diámetro. Los virus complejos, como algunos bacteriófagos, tienen cabeza y una cola tubular que se une a la bacteria huésped. Los poxvirus tienen forma de ladrillo y una composición compleja de proteínas. Sin embargo, estos últimos tipos de virus son excepciones y la mayoría tienen una forma simple.

Importancia de los Virus

Los virus sirven para adelantar investigaciones biológicas relacionadas con su mecanismo de replicación y así poder encontrar mecanismos para controlar su multiplicación. Algunos virus atacan bacterias e insectos perjudiciales ayudando a mantener el equilibrio ecológico.

Los virus permiten la elaboración de vacunas, fueron de los primeros modelos para estudio del funcionamiento del genoma, los biólogos utilizan los virus para estudiar el mecanismo de control de la información genética y extrapolarlo a organismos más complejos. 

Los virus sirven como mediadores en el intercambio genético entre individuos de una misma o diferentes especies proporcionando variabilidad de los organismos y por ende disminuyen la susceptibilidad a ser infectados.  Por ejemplo, las bacterias que han sido infectadas por virus -bacteriófagos-  pueden realizar funciones que en otras condiciones no podría realizar. Algunos virus se utilizan en medicina para introducir información a células animales que presenten defectos genéticos o adquiridos  y así lograr que funcionen normalmente. Se usan

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en la identificación de bacterias peligrosas en alimentos o superficies, lo que facilita su rápida detección y la instauración de medidas preventivas.

Métodos y Técnicas de Estudio de las Células

Las células son pequeñas y complejas, por ello es difícil observar sus estructuras y descubrir su composición molecular. Nuestra capacidad de ver los detalles estructurales de las mismas depende de los instrumentos de que dispon-gamos. De hecho, los avances sobre el conocimiento de las células son fruto de la introducción de nuevas técnicas de estudio. La Biología celular empezó con el desarrollo del microscopio óptico, hoy todavía esencial, y experimentó un extraordinario avance con el invento del microscopio electrónico y sus variantes.

Pero, aparte de ser pequeñas, las células son incoloras y traslúcidas, por lo que es necesario teñirlas con colorantes para hacerlas visibles. Esto propició el desarrollo de nuevas técnicas para la coloración y preservación de las células.

El microscopio óptico compuesto

El ojo humano tiene un poder de resolución de 100 micrómetros, es decir, si observamos dos puntos separados entre sí por menos de 100 micras los veremos como uno solo. El microscopio óptico tiene un poder de resolución de hasta 0,2 micrómetros.

No se debe confundir el poder de resolución con el simple aumento de un objeto. Si ampliamos la fotografía de una célula 100 veces no podremos distinguir muchos más detalles que en la fotografía pequeña, pero utilizando el microscopio sobre la auténtica célula, sí podremos aumentar la resolución y percibir muchos más detalles. El poder de resolución se puede definir como la capacidad de mostrar distintos y separados dos puntos muy cercanos. Si un objeto de 0,2 micras de diámetro se aumenta 1.000 veces, se percibirá como un objeto de 0,2 mm de diámetro que puede apreciarse fácilmente.

Con el microscopio compuesto pueden obtenerse más de 1.000 aumentos pero no se puede obtener una mayor resolución del objeto.

El poder resolutivo de cualquier microscopio está limitado por la longitud de onda utilizada, es decir, la radiación de una longitud de onda determinada no puede utilizarse para examinar detalles estructurales mucho más pequeños que su propia longitud de onda. Así pues, el límite máximo de resolución de un microscopio óptico está definido por la longitud de onda de la luz visible, ya que ésta es la radiación que utiliza.

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En la práctica esto equivale a decir que aunque podamos aumentar una imagen por métodos ópticos 2.000 o 3.000 veces, de nada nos sirve, pues no veremos nítidamente aquello que hemos aumentado: el poder de resolución y no la capacidad de aumentar un objeto es el límite real de los aumentos conseguidos por el microscopio óptico.

En la práctica, las bacterias y las mitocondrias, con 500 nm (nanómetros) de diámetro, aproximadamente, son las estructuras más pequeñas que se pueden observar con nitidez al microscopio óptico.

Partes del microscopio óptico y sus funciones

Tubo.

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Ocular.

Tornillos macro y micrométrico.

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Objetivo.

Diafragma - Condensador.

Platina.

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Revólver.

1 * Ocular: lente situada cerca del ojo del observador. Capta y amplía la imagen formada en los objetivos.

2 * Objetivo: lente situada cerca del revolver. Amplía la imagen, es un elemento vital que permite ver a través de los oculares

3 * Condensador: lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.

4 * Diafragma: regula la cantidad de luz que llega al condensador.

5 * Foco: dirige los rayos luminosos hacia el condensador.

6 * Tubo: es una cámara oscura unida al brazo mediante una cremallera.

7 * Revólver: Es un sistema que agarra los objetivos, y que rota para utilizar un objetivo u otro.

8 * Tornillos macro y micrométrico: Son tornillos de enfoque, mueven la platina hacia arriba y hacia abajo. El macrométrico lo hace de forma rápida y el micrométrico de forma lenta. Llevan incorporado un mando de bloqueo que fija la platina a una determinada altura.

9 * Platina: Es una plataforma horizontal con un orificio central, sobre el que se coloca la preparación, que permite el paso de los rayos procedentes de la fuente de iluminación situada por debajo. Dos pinzas sirven para retener el portaobjetos sobre la platina y un sistema de cremallera guiado por dos tornillos de desplazamiento permite mover la preparación de delante hacia atrás o de izquierda a derecha y viceversa.

10 * Base: Es la parte inferior del microscopio que permite el sostén del mismo.

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Sistema de iluminación

La fuente de luz (1), con la ayuda de una lente (o sistema) (2), llamada colector, se representa en el plano del diafragma iris de abertura (5) del condensador (6). Este diagrama se instala en el plano focal anterior del condensador (6) y puede variar su abertura numérica. El diagrama iris (3) dispuesto junto al colector (2) es el diafragma de campo. La variación del diámetro del diafragma de campo permite obtener su imagen igual al campo visual lineal del microscopio. La abertura numérica del condensador (6) supera, generalmente la de la abertura del objetivo microscópico. es la iluminación que permite ver mejor lo que queremos observar como las células o las membranas celulares entre otros

Tipos de microscopios ópticos

Cuando hablamos de microscopio óptico hoy día nos referimos al microscopio compuesto donde se combinan dos lentes o sistemas de lentes convergentes, colocados en los extremos del tubo (obetivo, situado más cerca del objeto y el ocular, más cercano al ojo del observador).

Además podemos considerar las siguientes variantes de utilidad en biología:

Estereomicroscopios: dos objetivos y dos oculares que permiten visualizar imágenes en tres dimensiones.

De Luz Ultravioleta. Con mayor poder de resolución

De Fluorescencia. Su uso principal es el de detectar reacciones inmunológicas, pues utilizamos anticuerpos o sustancias con capacidad de emitir fluorescencia, para distinguir diferentes zonas en la muestra.

De Contraste de Fases. Se utilizan espacialmente en examen de preparaciones de organismos vivos, donde no se quieren utilizar colorantes.

De Campo Oscuro. El efecto que generan es de de ver los objetos muestra intensamente iluminados sobre un fondo negro.

Invertidos: los objetivos se sitúan debajo de la muestra y un juego de prismas posibilita la visión de forma cómoda por parte del observador. Se utilizan para ver muestras situadas en un medio líquido,por ejemplo dentro de una placa de petri.

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El microscopio electrónico

 

El microscopio electrónico de transmisión utiliza electrones en lugar de rayos de luz, y electroimanes en vez de lentes. Cuando los electrones pasan a través de la preparación algunos son difractados, formándose una imagen que se hace visible en una pantalla sensible a los electrones.

El primer microscopio electrónico fue diseñado por Ernst Ruska, Max Knoll y Jhener entre 1925 y 1930 quiénes se basaron en los estudios de Louis-Victor de Broglie acerca de las propiedades ondulatorias de los electrones.

La longitud de onda de la radiación de electrones es mucho más pequeña que la de la luz visible, lo que aumenta el poder de resolución, que resulta ser unas 400 veces superior al del microscopio óptico. Con el electrónico es posible ver muchas partículas incluso de tamaño molecular.  De hecho podríamos aumentar un objeto hasta dos millones de veces. 

En todo caso la limitación vuelve a ser el poder de resolución, con lo que ordinariamente en biología utilizamos unos 100.000 aumentos.

Inconvenientes de los microscopios electrónicos de transmisión:

En microscopía electrónica las muestras deben ser muy finas y han de estar colocadas en el vacío. Esto hizo necesario el desarrollo de nuevas técnicas de inclusión, corte y tinción del material estudiado.

El vacío, que debe establecerse para que pueda llevarse a cabo el desplazamiento de los electrones, impide el empleo del microscopio electrónico de transmisión para el estudio de células vivas.

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Las secciones ultrafinas necesarias para la observación al microscopio electrónico de transmisión no permiten apreciar la disposición tridimensional de los componentes celulares.

Microscopio electrónico de barrido.

Un sistema sencillo que permite obtener una imagen tridimensional es el microscopio electrónico de barrido. Mientras que el de transmisión utiliza los electrones que han atravesado la muestra, el de barrido utiliza los electrones dispersados o emitidos a partir de la superficie de la muestra. Ésta se fija, se seca y se recubre con una capa delgada de un metal pesado. Después la muestra es barrida por un haz de electrones. Los electrones procedentes del metal de la muestra son detectados sobre una pantalla de televisión, donde forman una imagen que posee puntos brillantes y sombras, lo que le confiere un aspecto tridimensional. Fue inventado en 1931 por Ernst Ruska.

Su resolución varía entre 3 y 20 nanómetros, dependiendo del tipo de tecnología utilizada. Por lo tanto no nos permite grandes aumentos, pero a cambio consigue la visión de imágenes tridimensionales, con perspectiva de indudable belleza y utilidad para el estudio científico.

Técnicas de preparación

La obtención de una buena preparación es el resultado de un proceso, más o menos complicado, en el que se utilizan diversas técnicas como la fijación, inclu-sión, tinción y corte. Si la observación se realiza con células vivas es necesario utilizar colorantes que no sean nocivos para las mismas como el rojo neutro o el azul de metileno.

Pero es más frecuente realizar los análisis con las células muertas que conservan su morfología y composición química. Para ello se utilizan fijadores, soluciones que actúan sobre la parte proteica de la célula. La fijación tiene por finalidad consolidar las estructuras celulares, creando nuevas uniones intermoleculares de forma que las estructuras celulares se alteren lo menos posible. Las muestras que se preparan para el microscopio electrónico son fijadas con tetróxido de osmio.

Después de la fijación es necesario realizar, cortes finos que permitan la observación. Para ello se hace una inclusión que endurece la muestra y facilita el corte. Se utiliza parafina para la microscopía óptica y resinas para el microscopio electrónico.

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El corte se hace con microtomos y ultramicrotomos.

Obtenida la muestra, ésta se coloca sobre un portaobjetos (una rejilla metálica en caso de utilizar el microscopio electrónico). Previa a la observación al microscopio óptico, se puede teñir el objeto para facilitar su observación.

Técnicas de tinción

Obtenida la muestra, ésta se coloca sobre un portaobjetos (una rejilla metálica en caso de utilizar el microscopio electrónico). Previa a la observación al microscopio óptico, se puede teñir el objeto para facilitar su observación.

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Para proceder con la tinción debemos en primer lugar retirar todo rastro de la parafina que hemos utilizado para endurecer la muestra y realizar el corte. Es del todo necesario pues la parafina es impermeable al agua y los colorantes que utilizamos sí son solubles en aguas. Por lo tanto, después del desparafinado procederemos a realizar una hidratación lenta, con varios pasos intermedios.

Es el momento de aplicar el colorante deseado. Se colocará la muestra dentro del colorante (o una gota del colorante sobre la muestra si esta es pequeña) durante un tiempo suficiente, habitualmente entre 2 y 10 minutos. Procederemos a lavar el exceso de colorante. Si utilizásemos una tinción múltiple, es el momento de repetir estos últimos pasos con cada uno de los colorantes deseados. La muestra así queda teñida.

Existen diferentes tipos de colorante, que se suelen clasificar por su afinidad química: básicos (por ejemplo hematoxilina, se unen a estructuras ácidas), ácidos (como la eosina –se unen a partes básicas de la célula-) y neutros (son indiferentes y tiñen más o menos por igual todas las partes de la muestra).

La muestra está lista para su observación. Si deseamos que la preparación sea permanente y duradera, tendremos ahora que volver a deshidratar la muestra, pues las resinas que se utilizan para hacer el montaje definitivo son hidrófobas y además así preservamos nuestra preparación de la degradación por parte de diversos microorganismos. El montaje se hace en un portaobjetos, cubriendo la muestra con el cubre objetos.

Para el caso de la microscopía electrónica el procedimiento es similar aunque no hablamos de tinción sino de contraste, pues lo que buscamos no son diferencias de color en distintas partes de la preparación sino que unas zonas

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sean opacas a los electrones y otras transparentes. Solemos utilizar sales de metales pesados. El montaje se hace en un portaobjetos, cubriendo la muestra con el cubre objetos.

Para el caso de la microscopía electrónica el procedimiento es similar aunque no hablamos de tinción sino de contraste, pues lo que buscamos no son diferencias de color en distintas partes de la preparación sino que unas zonas sean opacas a los electrones y otras transparentes. Solemos utilizar sales de metales pesados.

Criofractura

El material se endurece por congelación rápida a -150 °C en nitrógeno líquido. Los bloques son fracturados en vacío y expuestos mediante sublimación de la cubierta superficial de hielo: el plano de fractura corresponde siempre a las zonas de menor resistencia (membranas). Mediante vaporización con carbono y metales puede obtenerse una réplica (molde) de la superficie fracturada. Las estructuras orgánicas son disueltas, por lo cual, lo que se observa es una réplica.

Mediante esta técnica puede evitarse la fijación química, con lo que hay menos riesgos de desnaturalización de las estructuras. Se aplica a muchos tipos de muestras, pero sólo permite un estudio morfológico.

Exploración funcional in situ.

Estos métodos permiten identificar y localizar los diferentes compuestos químicos de la célula mediante la utilización de colorantes, pero también permiten obtener fracciones subcelulares por centrifugación y detectar la actividad de cada una de las partes de la célula.

Citoquímica y extracciones selectivas.

Las coloraciones citoquímicas se realizan con colorantes que se unen selectivamente a ciertos grupos de moléculas como proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y polisacáridos. La presencia de proteínas se determina con el verde rápido, que se une a los grupos básicos libres. Las proteínas que contienen tirosina se determinan por la reacción de Millón, en la que un reactivo nitroso-mercúríco reacciona con los grupos de tirosina dando un precipitado de color rojo. Las grasas se identifican con tetróxido de osmio, que las colorea de negro, o con el Sudán III que las colorea de rojo. Los polisacáridos de la pared vegetal

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(celulosa) con el verde metilo. El ADN y ciertos hidratos de carbono pueden ponerse de manifiesto con un reactivo para los grupos aldehído (reactivo de Schiff) que contiene fucsina básica tratada con anhídrido sulfuroso. Dentro de este grupo destacan la reacción de PAS y la de Feulgen.

El fraccionamiento celular

Consiste en romper las células por métodos físicos, lo que permite separar las fracciones subcelulares según su masa y peso específico. De este modo se pueden estudiar los diferentes orgánulos y estructuras subcelulares. El método más utilizado es la ultracentrifugación diferencial, mediante la cual se van depositando los distintos componentes celulares según la velocidad de sedimentación.

El fraccionamiento celular

Consiste en romper las células por métodos físicos, lo que permite separar las fracciones subcelulares según su masa y peso específico. De este modo se pueden estudiar los diferentes orgánulos y estructuras subcelulares. El método más utilizado es la ultracentrifugación diferencial, mediante la cual se van depositando los distintos componentes celulares según la velocidad de sedimentación.

Citoenzimología

En la célula, la presencia de una enzima determinada puede detectarse a partir de los productos de su actividad. Por ejemplo, si se trata de fosfatasas los tejidos son incubados en un medio que contiene un fosfato (sustrato) y una sal de plomo soluble. La presencia de la enzima da lugar a la liberación de fosfato y a la formación de un precipitado de fosfato de plomo que es opaco a los electrones.

Inmunocitoquímica

Para localizar en la célula sustancias que posean propiedades antigénicas (proteínas, glucoproteínas) puede utilizarse su capacidad para formar complejos con los anticuerpos. Se inyecta una sustancia X a un animal (conejo, rata), los anticuerpos formados por el mismo (anti-X) se extraen y purifican. Estos anti-cuerpos son asociados a una molécula opaca a los electrones (ferritina) o a una enzima fácilmente detectable. En presencia de la sustancia X, el anticuerpo "marcado" forma con ella un complejo visible y detectable al microscopio electrónico.

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Autorradiografía

Cuando se da a una célula un metabolito marcado con un átomo radiactivo, la célula lo utiliza de la misma forma que utiliza al isótopo no radiactivo en sus procesos de síntesis. El átomo es incorporado en los componentes naturales de la célula y es utilizado como marcador. Generalmente se emplean precursores marcados con tritio. Como portador de este átomo se utiliza una molécula que pueda ser incorporada de forma específica en un complejo macromolecular (timidina para el ADN, uridina para el ARN, aminoácidos para proteínas, osas para los polisacáridos).

La detección de la radiactividad incorporada se lleva a cabo mediante aplicación de una emulsión fotográfica sobre el corte: las radiaciones emitidas por los átomos radiactivos impresionan la emulsión que, después, es revelada como una película fotográfica ordinaria. Los granos de plata metálica se localizan sobre las estructuras que han incorporado los átomos radiactivos.

Las Células

El concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los organismos surgió entre los años 1830 y 1880, aunque fue en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez primera la existencia de las mismas, al observar en una preparación vegetal la presencia de una estructura organizada que derivaba de la arquitectura de las paredes celulares vegetales.

Definición

Por tanto, podemos definir a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. Como tal posee una membrana de fosfolípidos con permeabilidad selectiva que mantiene un medio interno altamente ordenado y diferenciado del medio externo en cuanto a su composición, sujeta a control homeostático, la cual consiste en biomoléculas y algunos metales y electrolitos. La estructura se automantiene activamente mediante el metabolismo, asegurándose la coordinación de todos los elementos celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos nucleicos. La parte de la biología que se ocupa de ella es la citología.

Características

Las células, como sistemas termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que posibilitan su

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supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad. De este modo, las células permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los requisitos de la vida.

Características estructurales

La existencia de polímeros como la celulosa en la pared vegetal permite sustentar la estructura celular empleando un armazón externo.

Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas) que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana.

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Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares.

Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes y que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese. Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.

Características funcionales

Las enzimas, un tipo de proteínas implicadas en el metabolismo celular.

Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:

Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.

Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular.

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Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.

Señalización . Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales.

Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo

regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.

Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos. Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería genética en células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad, luego este es uno de sus fundamentos moleculares.

La Teoría Celular

La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos, toda célula procede de otra célula, su agrupación y diferenciación de funciones da origen a todos los tejidos, éstos se agrupan en órganos y los órganos en sistemas,

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la anterior agrupación de funciones da origen a los niveles de organización biológica.

En 1830 se disponía ya de microscopios con una óptica más avanzada, lo que permitió a investigadores como Theodor Schwann y Matthias Schleiden definir los postulados de la teoría celular, la cual afirma, entre otras cosas:

Que la célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que en los seres vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción.

Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis). En otras palabras, este postulado constituye la refutación de la teoría de generación espontánea o ex novo, que hipotetizaba la posibilidad de que se generara vida a partir de elementos inanimados.

Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.

Finalmente, el cuarto postulado de la teoría celular expresa que cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.

Estos postulados se resumen en el siguiente cuadro:

a.- La materia viva consiste de células.

b.- Las reacciones químicas del organismovivo, incluso los procesos que producen energía y sus reacciones biosintéticas,tienen lugar dentro de la célula.

c.- Las células se originan a partir de células preexistentes

d.- Las células contienen la información hereditaria y ésta se

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transmite de la célula madre a la célula hija.

Teniendo en cuenta lo que se ha dicho arriba, se puede decir que la célula es la unidad anatómica, fisiológica y reproductiva de todo ser vivo.

Una sola célula puede constituir un individuo completo, ya que realiza todas las funciones vitales de un ser vivo, tales como respiración, reproducción, excreción, crecimiento, alimentación, etc. A estos organismos formados por una célula se les denomina Unicelulares.

Otros organismos están formados por muchas células, realizan los procesos vitales, pero en su conjunto están orientados hacia una especialización, que dará como producto final un organismo formado por muchas células y que se denominará pluricelular.

Las células pueden ser autosuficientes y capaces de llevar una vida independiente. Pero a pesar de la diversidad de las células es posible reconocer dos tipos de organización celular.

Procariotas Eucariotas

No presentan un núcleo definido.

El material genético lo constituye una gran molécula de ADN.

Presenta membrana celular redondeada por una pared celular externa.

Presenta ribosomas.

Comprende las bacterias y las algas verde azules.

Pueden existir sin oxigeno.

Presentan un núcleo definido.

El material genético está constituido por el ADN asociado con proteínas en estructuras más complejas llamadas cromosomas.

Pueden presentar pared celular como en los vegetales y carecer de ella como en los animales.

Son aeróbicos.

Se reproducen por mitosis y meiosis.

Son autótrofos y heterótrofos

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Se producen por bipartición.

En su mayoría son heterótrofos.

Membrana Celular

Para llevar a cabo las reacciones químicas necesarias en el mantenimiento de la vida, la célula necesita mantener un medio interno apropiado. Esto es posible porque las células se encuentran separadas del mundo exterior por una membrana limitante, la membrana plasmática. Además, la presencia de membranas internas en las células eucariotas proporciona compartimientos adicionales que limitan ambientes únicos en los que se llevan a cabo funciones altamente específicas, necesarias para la supervivencia celular.

La membrana plasmática se encarga de: 

Aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo.

Regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular (lo que entra y sale de la célula).

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Comunicación intercelular.

La mayoría de las células tienen membranas internas además de la membrana plasmática, forman y delimitan compartimentos donde se llevan a cabo las actividades bioquímicas de la célula. Las restantes membranas también constituyen barreras selectivas para el pasaje de sustancias.

Funciones de las membranas

La membrana celular funciona como una barrera semipermeable, permitiendo el paso de pocas moléculas y manteniendo la mayor parte de los productos producidos dentro de ella.

Protección.

Ayudar a la compartimentalización subcelular

Regular el transporte desde y hacia la célula y de los dominios subcelulares.

Servir de receptores que reconocen señales de determinadas moléculas y translucirla señal al citoplasma.

Permitir el reconocimiento celular.

Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o los componentes de la matriz extracelular  lo que permite, entre otras, el mantenimiento de la forma celular.

Estructura de las Membranas

La membrana plasmática tiene un grosor no mayor de 5 nm. Debido a que la mayor parte de las proteínas tiene un diámetro mayor a 10 nm, uno de los principales problemas para comprender la estructura básica de las membranas consistía en determinar la forma en que las moléculas se disponían en un espacio tan pequeño. El actual modelo de la estructura de la membrana plasmática es el resultado de un largo camino que comienza con las observaciones indirectas que determinaron que los compuestos liposolubles pasaban fácilmente esta barrera lo que llevó a Overton,  ya en 1902, a sostener que su composición correspondía al de una delgada capa lipídica; posteriormente se agregó a esta propuesta la que sostenía que en la composición también intervenían proteínas. Hacia 1935 Danielli y Davson sintetizaron los conocimientos proponiendo que la membrana plasmática estaba formaba por una "bicapa lipídica" con proteínas adheridas a ambas caras de la misma.

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La integración de los datos químicos,  físico-químicos y las diversas técnicas de microscopía llevó al actual modelo de mosaico fluido (Singer S.J., and Nicolson, G.L. (1972) Science, 175:120). Según este modelo del mosaico fluido, que ha tenido gran aceptación, las membranas constan de una bicapa lipídica (una doble capa de lípidos) en la cual están inmersas diversas proteínas.La bicapa lipídica ha sido establecida como la base universal de la estructura de la membrana celular. Es fácil de observar en una micrografía electrónica pero se necesitan técnicas especializadas como la difracción de rayos X y técnicas de criofractura para revelar los detalles de su organización.

La membrana es una estructura cuasi-fluida, en ella sus componentes pueden realizar movimientos de traslación dentro de la misma. Esta fluidez implica que los componentes en su mayoría solo están unidos por uniones no covalentes.  La microscopía electrónica mostró a la membrana plasmática como una estructura de tres capas, dos de ellas externas y densas, y una clara en el medio.

Los lípidos son insolubles en agua pero se disuelven fácilmente en disolventes orgánicos. Constituyen aproximadamente el 50% de la masa de la mayoría de las membranas plasmáticas de las células animales, siendo casi todo el resto proteínas. Existen 109 moléculas lipídicas en la membrana plasmática de una célula animal pequeña.

La molécula primaria de la membrana celular es el fosfolípido, posee una "cabeza"  polar (hidrofílica) y dos "colas" no polares (hidrofóbicas), son por tanto simultáneamente hidrofílicos e hidrofóbicos.

Los fosfolípidos en la membrana se disponen en una bicapa con sus colas hidrofóbicas dirigidas hacia el interior, quedando de esta manera entre las cabezas hidrofílicas que delimitan la superficie externa e interna de la membrana.   El espesor de la membrana es de alrededor de 7 nanómetros.

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Esquemas de una molécula de fosfolípido

Esquema del modelo fluido de membrana

1. Bicapa de fosfolípidos)

2. Lado externo de la membrana

3. Lado interno de la membrana

4. Proteína intrínseca de la membrana

5. Proteína canal iónico de la membrana

6. Glicoproteína

7. Moléculas de fosfolípidos organizadas en bicapa

8. Moléculas de colesterol

9. Cadenas de carbohidratos

10.Glicolípidos

11.Región polar (hidrofílica) de la molécula de fosfolípido

12.Región hidrofóbica de la molécula de fosfolípido.

Composición Química

Del análisis de membranas aisladas se ha comprobado que están formadas por lípidos, proteínas y en menor proporción por glúcidos.

Lípidos

Las membranas plasmáticas de todas las células eucarióticas están formadas por tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y esteroles (como el colesterol). Todos tienen naturaleza anfipática y, por tanto en un medio acuoso se orientan espacialmente formando miscelas esféricas o bicapas lipídicas. Su distribución en la célula es irregular y asimétrica, pudiendo existir zonas de naturaleza fluida (modelo del mosaico fluido); se ha observado que sus componentes se pueden mover lo que le da la fluidez antes comentada. Los movimientos que se han descrito son los siguientes:

De rotación: supone el giro de la molécula lipídica en torno a su eje mayor. Es muy frecuente y el responsable, en gran medida, de otros movimientos.

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De difusión lateral o flexión: Las moléculas lipídicas pueden difundirse libremente de manera lateral dentro de la bicapa.

Flip-flop: Es el movimiento de un lípido de una monocapa a su paralela gracias a unos enzimas denominados flipasas.

La fluidez de las moléculas que componen las membranas depende de la temperatura, naturaleza de los lípidos y de la presencia de colesterol. Cuando aumenta la temperatura aumenta la fluidez; de la misma forma si los lípidos son insaturados y de cadena corta la membrana es más fluida. La presencia de colesterol aumenta la rigidez de la membrana.

De la fluidez de las membranas dependen importantes funciones, como el transporte, la adhesión celular, reconocimiento de antígenos. Debido a esto, las membranas tienen mecanismos de adaptación homeoviscosa responsable de mantener la fluidez adecuada en cada momento.

Proteínas

Las proteínas (Prt) les confieren a la membrana sus funciones específicas y son características de cada especie. Pueden tener un movimiento de difusión lateral, contribuyendo a su fluidez. La mayoría de ellas tienen estructura globular y se pueden clasificar según el lugar que ocupen en la membrana: PROTEINAS TRANSMEMBRANAS O INTRÍNSECAS y PROTEÍNAS PERIFÉRICAS O EXTRÍNSECAS.

Las proteínas intrínsecas o integrales representan entre el 50-70% de todas las Prt de membrana. Se encuentran incrustadas en la bicapas lipídicas pueden atravesar la membrana y se pueden observar a ambos lados de la membrana.

Las Proteína extrínsecas o periféricas no atraviesan la biacapa y se sitúan tanto en el exterior como en el interior de la membrana. Se unen a los lípidos de la bicapa mediante enlaces covalentes; se han descrito uniones de estas proteínas a las Prt intrínsecas mediante enlaces por puente de hidrógeno.

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Glúcidos

Los más abundantes son los oligosacáridos unidos mediantes enlaces de tipo covalentes a los dominios extracelulares de las proteínas y de los lípidos, formando glucoproteínas y glucolípidos. Su distribución es asimétrica y solo se localizan en el exterior de la células eucarióticas. Constituyen la cubierta celular o glucocálix, que muestra las siguientes propiedades:

Protege mecánicamente a las células. Se relaciona con las moléculas de la matriz extracelular. Les da a algunas células la capacidad de poder deslizarse y moverse. Les confiere a las células una capacidad antigénica (grupos sanguíneos) Interviene en fenómenos de reconocimiento celular constituyendo una

“huella dactilar” propia; es imprescindible este reconocimiento en fenómenos de desarrollo embrionario.

Contribuye al reconocimiento y fijación de moléculas que posteriormente entraran por pinocitosis o fagocitosis en el interior celular.

Estructura de la membrana celular: Modelo del mosaico fluido.

Mediante análisis bioquímicos y observación por microscopía electrónica, se han elaborado diversos modelos de membranas biológicas. Actualmente se sigue el modelo de SINGER & NICHOLSON (1972), denominado modelo del mosaico fluido. Este modelo tiene las siguientes características:

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Considera a la membrana como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es el cementante y las proteínas están embebidas en ella, interaccionado unas con otras y con los lípidos, presentando un movimiento lateral. Este movimiento presenta ciertas limitaciones.

Las proteínas integrales están dispuestas en mosaico. Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución de

todos sus componentes químicos (lípidos, proteínas, glúcidos).

Osmosis

La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el comportamiento de un sólido como soluto de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple

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a través de la membrana, sin "gasto de energía". La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos.

Mecanismo de la Osmosis

Se denomina membrana semipermeable a la que contiene poros o agujeros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes, normalmente del tamaño de micras. Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes.

Si una membrana como la descrita separa un líquido en dos particiones, una de agua pura y otra de agua con azúcar, suceden varias cosas, explicadas a fines del siglo XIX por Van 't Hoff y Gibbs empleando conceptos de potencial electroquímico y difusión simple, entendiendo que este último fenómeno implica no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas y esto ocurre cuando las partículas que aleatoriamente vienen se equiparan con las que aleatoriamente van, sino el equilibrio de los potenciales químicos de ambas particiones. Los potenciales químicos de los componentes de una solución son menores que la suma del potencial de dichos componentes cuando no están ligados en la solución. Este desequilibrio, que está en relación directa con la osmolaridad de la solución, genera un flujo de partículas solventes hacia la zona de menor potencial que se expresa como presión osmótica mensurable en términos de presión atmosférica, por ejemplo: "existe una presión osmótica de 50 atmósferas entre agua desalinizada y agua de mar". El solvente fluirá hacia el soluto hasta equilibrar dicho potencial o hasta que la presión hidrostática equilibre la presión osmótica.

El resultado final es que, aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta.

Dicho de otro modo: dado suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua con azúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración.

Las moléculas de agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración, disolución hipotónica, a la de mayor concentración, disolución hipertónica. Cuando el trasvase de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas.

En los seres vivos, este movimiento del agua a través de la membrana celular puede producir que algunas células se arruguen por una pérdida excesiva de agua, o bien que se hinchen, posiblemente hasta reventar, por un aumento también excesivo en el contenido celular de agua. Para evitar estas dos situaciones, de consecuencias desastrosas para las células, estas poseen

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mecanismos para expulsar el agua o los iones mediante un transporte que requiere gasto de energía.

Ósmosis inversa

Lo descrito hasta ahora es lo que ocurre en situaciones normales, en las que los dos lados de la membrana están a la misma presión; si se aumenta la presión del lado de mayor concentración, puede lograrse que el agua pase desde el lado de alta concentración de sales al de baja concentración.

Se puede decir que se está haciendo lo contrario de la ósmosis, por eso se llama ósmosis inversa. Téngase en cuenta que en la ósmosis inversa a través de la membrana semipermeable sólo pasa agua. Es decir, el agua de la zona de alta concentración pasa a la de baja concentración.

Si la alta concentración es de sal, por ejemplo agua marina, al aplicar presión, el agua del mar pasa al otro lado de la membrana. Sólo el agua, no la sal. Es decir, el agua se ha desalinizado por ósmosis inversa, y puede llegar a ser potable.

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Aplicaciones

La mayoría de las aplicaciones de la ósmosis vienen de la capacidad de separar solutos en disolución de forma activa mediante ósmosis inversa utilizando membranas semipermeables.

Desalinización

Mediante este procedimiento es posible obtener agua desalinizada (menos de 5.000 microsiemens/cm de conductividad eléctrica) partiendo de una fuente de agua salobre, agua de mar, que en condiciones normales puede tener entre 20.000 y 55.000 microsiemens/cm de conductividad.

La medida de la conductividad del agua da una indicación de la cantidad de sales disueltas que contiene, dado que el agua pura no es un buen conductor de la electricidad (su potencial de disociación es menor de 0.00001).

La ósmosis inversa o reversa (RO) se ha convertido hoy en día en uno de los sistemas más eficientes para desalinizar y potabilizar el agua, siendo usada en barcos, aviones, industrias, hospitales y domicilios.

Mediante ósmosis inversa se consigue que el agua bruta que llega a la desaladora se convierta por un lado en un 40% de agua producto y un 55-60% de agua salobre.

La clave está en la constitución del fajo de membranas que intercalan redes-canales de circulación entre capa y capa y finalmente convergen en el centro del sistema. Como hay un flujo de entrada y dos flujos de salida, al uno se le conocen como rechazo salino y al otro como flujo de permeado y sus valores dependerán de la presión de entrada impuesta al sistema. Por lo general es factible encontrar membranas confeccionadas con poliamida o acetato de celulosa (este último material está en desaparición) con un rechazo salino de entre 96.5-

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99.8%. Existen membranas especializadas para cada tipo de agua, desde agua de mar hasta aguas salobres.

Los equipos de ósmosis inversa industrial montan varios trenes o carros de membranas interconectadas entre sí, una bomba de alta presión, medidores de TDS, pH y caudalímetros de columna. Existen equipos que se ubican en grandes salas debido a su enorme tamaño.

Para el óptimo funcionamiento de estos sistemas, se requiere mantener un anti-incrustante contra sílice (sílice gelificada neutra) que obtura el sistema, además de un biocida para mantener libre de biomasas las capas del sistema.

La ósmosis inversa tiene algunas restricciones, hay ciertas especies químicas que el sistema no es capaz de retener, estos son el arsenito (As+3), la sílice neutra (ya mencionada) y el boro. Para retener estas especies hay que realizar una modificación del estado químico de la especie, ya sea vía oxidación, co-precipitación o cambios de pH del medio. Por ejemplo el arsenito (As+3) experimenta un rechazo de menos de 25%, el arsenato (As+5) es capaz de ser retenida en un 95-98%.

Las incrustaciones en las membranas son un factor no despreciable en la eficiencia del equipo, esto ocurre cuando se pretende forzar el caudal de permeado, ocurriendo frentes de saturación en la superficie de la membrana. Otras sustancias son incrustantes, tales como la mencionada sílice, biomasas de microorganismos. Una vez incrustada la membrana, solo es posible revertir la situación desmontando la unidad y tratándola con mezclas de ácidos fuertes y sometiéndolas a contracorriente.

Un desarrollo tecnológico reciente especialmente relevante es el de la ósmosis inversa para desalinización basada en energía solar fotovoltaica, empleando sólo y exclusivamente una pequeña batería para que todo funcione correctamente.

Reducción de la dureza

Las aguas duras contienen iones de calcio y magnesio que pueden precipitar combinados con iones como carbonatos, sulfatos o hidróxidos estos precipitados se van acumulando (obstruyendo) en las tuberías de distribución, calentadores, etc. Con la ósmosis inversa se consigue eliminar estos precipitados químicos.

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Descontaminación y tratamiento de efluentes

Para la eliminación de contaminantes en disolución principalmente encaminado al ahorro de agua. Si se tiene agua con contaminante "X" cuyas moléculas tienen un tamaño de "Y" micras, siendo "Y" mayor que el tamaño de la molécula de agua. Si se busca una membrana semipermeable que deje pasar moléculas de tamaño de las del agua pero no de "Y", al aplicar presión (ósmosis inversa) se obtendrá agua sin contaminante.

La utilización de la ósmosis inversa en el tratamiento de efluentes persigue alguno de los tres objetivos siguientes:5

Concentrar la contaminación en un reducido volumen. Recuperar productos de alto valor económico.

Recircular el agua.

La ósmosis inversa no destruye la contaminación sino que, como mucho, permite concentrarla en un pequeño volumen

Reducción del contenido de nitratos

Las aguas subterráneas suelen incorporar altas concentraciones de nitratos, superiores a las admitidas por la reglamentación técnico-sanitaria. Con las membranas de ósmosis inversa con un alto porcentaje de rechazo del ion nitrito permite obtener agua con un bajo contenido en dichos iones.

Uso como agua potable

Cada vez es más frecuente el uso de la desalinización para producir agua para consumo humano, y la tendencia probablemente continuará conforme aumenta la escasez de agua a causa de las presiones que produce el crecimiento demográfico, la sobreexplotación de los recursos hídricos y la contaminación de otras fuentes de agua.

Los sistemas de desalinización actuales están diseñados para tratar tanto el agua estuarina, costera y marina, como también aguas salobres interiores (tanto superficiales como subterráneas).

El agua producida mediante la osmosis inversa es “agresiva” para los materiales utilizados, por ejemplo en la distribución del agua y en las tuberías y dispositivos de fontanería domésticos.

Los materiales generalmente utilizados en las instalaciones domésticas pueden ser atacados por estas aguas agresivas, por este motivo también después de la desalación se suele estabilizar el agua. Este proceso se hace sustancias químicas como carbonato cálcico y magnésico con dióxido de carbono. Una vez

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aplicado este tratamiento, el agua desalinizada no debería ser más agresiva que el agua de consumo habitual.

El agua desalinizada suele mezclarse con volúmenes pequeños de agua más rica en minerales para mejorar su aceptabilidad y, en particular, para reducir su agresividad. Algunas aguas subterráneas o superficiales pueden utilizarse, tras un tratamiento adecuado, para mezclar en proporciones mayores y pueden mejorar la dureza y el equilibrio iónico.

Usos industriales

Producción de aguas de alta calidad

Producción de agua desmineralizada: las membranas de baja presión eliminan la mayor parte de las sales en el agua, finalizando su desmineralización total con el intercambio iónico.

Producción de agua ultrapura: además de eliminar las sales en el agua y una gran variedad de sustancias orgánicas, también depura microorganismos consiguiendo un agua ultrapura.

Circuitos de refrigeración semiabiertos

Las centrales de producción de energía eléctrica deben ceder al foco frío grandes cantidades de energía en forma de calor. El medio utilizado para esta transferencia es habitualmente el agua de un circuito de refrigeración. Con el fin de economizar la máxima cantidad de agua posible se concentra el agua de aporte tantas veces como lo permita su composición iónica y la resistencia a la corrosión de los materiales del circuito. Al mismo tiempo, con tal finalidad y para cumplir con la legislación vigente en algunos países, reduciendo el impacto ecológico que supondría el vertido de las aguas de alta salinidad de la purga del circuito, se procede a tratar estas para obtener un vertido practicante nulo donde la ósmosis inversa juega un papel importante en la concentración del vertido.

Pintado por electrodeposición

En este proceso la carrocería se sumerge en una dispersión coloidal en agua de partícula de pintura eléctricamente cargada. La aplicación de un gradiente de potencial origina una migración de las partículas de pintura hacia la carrocería sobre la que se depositan. Cuando la carrocería emerge del baño de electropintado arrastra pintura sin depositar, por lo que se lava pulverizando agua a contracorriente. De esta forma, la pintura arrastrada es recuperada y devuelta de nuevo al baño.

El baño de pintura es bombeado hacia unas membranas de ultrafiltración cuyo permeado contiene mayoritariamente agua, pequeñas cantidades de resina,

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solvente solubilizador y sales inorgánicas disueltas. El rechazo de la ultrafiltración es mayoritariamente pintura del baño que es devuelta al mismo.

El permeado de la ultrafiltración es impulsado de nuevo hacia una ósmosis inversa cuyo permeado es agua de alta pureza que se utiliza, junto con una pequeña cantidad de agua desmineralizada de aporte, para el lavado final de la carrocería.

El rechazo de la ósmosis inversa contiene solventes, solubilizadores, sales disueltas, etc. y se utiliza por un lado para arrastrar la pintura no depositada sobre las carrocerías tras su salida del baño de electropintado y por otro lado para desconcentrar el circuito de las sales que se van acumulando.

Tintado de fibras textiles

La utilización de la ósmosis inversa y de la nanofiltración para el tratamiento de los efluentes procedentes del tintado de fibras textiles permite por un lado recircular aproximadamente el 95% de los productos químicos usados en los baños de tintado y, por otro, reutilizar alrededor del 90% de las aguas residuales generadas.

Fabricación de catalizadores

Algunos catalizadores utilizados de automóviles se fabrican a partir de una pasta de aluminio, cerio y níquel. La combinación de una ultrafiltración y una ósmosis inversa permite recuperar tanto la materia prima de fabricación como el agua del proceso. El efluente de la fabricación de catalizadores es una lechada que incorpora los constituyentes de la pasta diluidos entre 3 y 50 veces así como un conjunto de aditivos. La lechada, cuya concentración oscila entre 1 y el 15% de sólidos, pasa en primer lugar a través de una ultrafiltración con un poder de corte del orden de 100.000, obteniéndose un concentrado con un contenido en sólidos del 50%, que se puede reutilizar directamente en el proceso. El permeado de la ultrafiltración pasa a continuación por una ósmosis inversa que permite recuperar la mayor parte del agua del proceso.

Procesado de papel fotográfico

El elevado coste tanto de la plata como del agua de alta calidad hace rentable recuperar ambos elementos de los efluentes del procesado de papel fotográfico. Los efluentes con un contenido en plata del orden de las 30 ppm, son enviados hacia unas membranas de ósmosis inversa que presentan un rechazo medio del tiosulfato de plata del 99,7%. El permeado es recirculado de nuevo al proceso y el rechazo de la ósmosis, con un contenido en plata de 220 a 570 ppm, es sometido a un tratamiento con ditionita y aluminio para precipitar la plata. Una

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centrifugación posterior permite separar el precipitado del efluente y recuperar la plata.

Usos alimentarios

La misma capacidad de concentrar moléculas ha sido ampliamente utilizada para conseguir concentrados alimenticios.

Fabricación de fécula de patata

Las aguas residuales de las fábricas de fécula de patata pasan, en primer lugar a través de una ultrafiltración cuyo contenido presenta un 10% de la materia seca, de la cual su 60% aproximadamente son proteínas que se pueden recuperar por precipitación.

El ultrafiltrado se envía de nuevo hacia una ósmosis inversa cuyo permeado presenta una contaminación menor, pudiendo enviarse a una planta convencional de aguas residuales urbanas.

En el rechazo de la ósmosis inversa, en un pequeño volumen se encuentra concentrada toda la contaminación inicial y debe procesarse en una planta de alta carga.

Concentrado de zumos de frutas

La concentración elimina el agua, y mantiene el aroma y resto de moléculas. La producción de zumos concentrados mediante ósmosis inversa tiene las siguientes ventajas:

No destruye las vitaminas ni se pierden los aromas, al hacerse a temperatura ambiente.

Bajo consumo energético por lo que hay un abaratamiento de costes de producción.

Pero también las siguientes limitaciones:

La ósmosis inversa se debe utilizar con otros procesos de concentración ya que a medida que aumenta la concentración se eleva la presión osmótica.

Puede presentar paso de algunos compuestos de bajo peso molecular no deseados a través de las membranas utilizadas y se concentran aún más.

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Preconcentración de jugos azucarados

Con la ósmosis inversa se puede preconcentrar los jugos azucarados antes de su evaporación para eliminar gran parte del agua que poseen. Así se puede reducir consumos energía y aumentar capacidad de evaporación.

Preconcentrado de suero lácteo

Así se consiguen los siguientes objetivos:

Reducir el coste del transporte. Cuando el suero no se procesa en la misma planta donde se obtiene, es preciso transportarlo para su tratamiento. Con la preconcentración elimina gran parte del agua existente reduciendo considerablemente los gastos de transporte.

Reducir el consumo energético de la evaporación. Si el suero lácteo se procesa en la misma planta su preconcentración mediante ósmosis inversa permite reducir los consumos energéticos globales de la fabricación y aumentar la capacidad de producción de los evaporadores existentes.

Preconcentrado de la clara de huevo

La ósmosis inversa conserva todas sustancias solubles producto final (glucosa). Reduce costes de secado y mejora la calidad del producto.

Estabilización de vinos

La estabilización del vino tiene por objeto eliminar un precipitado de tartrato potásico que disminuye generalmente su valor comercial y puede hacerse precipitando los tartratos de forma controlada, tras concentrar el vino por ósmosis inversa.

Se hace pasar el vino a través de una ósmosis inversa, obteniéndose, por un lado, un permeado que representa aproximadamente el 60% del volumen inicial, y por otro, un concentrado que supone el 40% restante en el que los distintos productos que no pueden atravesar las membranas se encuentran concentradas 2,5 veces.

Fabricación de cerveza con bajo contenido en alcohol

La cerveza fermentada con un bajo contenido alcohólico no posee ni un sabor ni un aroma satisfactorios. Por lo que es mejor producir una cerveza con un contenido alcohólico normal o alto y reducir o eliminar dicho contenido posteriormente.

El proceso de la desalcoholización de la cerveza se basa en el hecho de que algunas membranas retienen difícilmente el etanol.

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La cerveza se bombea hacia la membrana de ósmosis inversa obteniéndose por un lado un permeado formado por agua, la mayor parte del alcohol y algunos ácidos orgánicos de bajo peso molecular y por otro un concentrado de cerveza.

El agua no destilada, junto con los componentes de bajo peso molecular se mezcla de nuevo con la cerveza concentrada, dando lugar a la cerveza con bajo contenido en alcohol.

Fermentación alcohólica

La ósmosis inversa puede utilizarse para producir alcohol a partir de los jugos azucarados. El contenido de la cuba de fermentación alcohólica se bombea constantemente membranas de ósmosis inversa permitiendo el paso de agua y alcohol que se destila separando el agua del alcohol.

Potencial de Membrana

El potencial de membrana es la diferencia de potencial a ambos lados de una membrana que separa dos soluciones de diferente concentración de iones, como la membrana celular que separa el interior y el exterior de una célula. Cuando se habla de potenciales de membrana, se debería de hablar del "potencial de difusión" o "potencial de unión líquida".

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Hay potenciales eléctricos en todas las membranas de todas las células del cuerpo; algunas células como las nerviosas y las musculares, son excitables, es decir capaces de auto generar impulsos electroquímicos en sus membranas. En mayor parte de los casos estos impulsos sirven para transmitir señales a lo largo de la membrana. En otros tipos de células, como las glandulares, macrófagos y células ciliadas, es probable que ocurran alteraciones de otro tipo en el potencial de la membrana y esos cambios desempeñan una función significativa en el control de muchas funciones celulares.

Cuando la concentración de potasio es muy alta dentro de la célula y muy baja fuera de ella a esto se le llama permeabilidad selectiva los iones de potasio pero a ningunos más. A causa del enorme gradiente de concentración entre el potasio interior y el exterior, los iones de potasio muestran fuerte tendencia a difundirse hacia fuera. Al difundirse se llevan consigo cargas positivas hacia el exterior generando un estado de electropositividad fuera de la membrana y de electronegatividad en el interior debido a los aniones negativos que no se difunden al exterior junto con el potasio. Esta nueva diferencia de potencial rechaza los iones positivos de potasio en dirección retrograda desde el exterior hacia el interior.

En 1 mseg poco más o menos, el cambio de potencial alcanza la suficiente intensidad para bloquear además la difusión neta de iones de potasio al exterior a pesar de elevado gradiente de concentración. En los troncos nerviosos del mamífero normal la diferencia de potencial que se requiere se aproxima a 94 milivoltios (mV) y en el interior de la membrana es negativo.

Cuando hay una concentración muy baja de iones de sodio fuera de la membrana y una concertación muy baja de sodio en el interior. Estos iones también tienen carga positiva y la membrana es muy permeable al sodio e impermeable a otros iones. La difusión de los iones de sodio hacia el interior genera un potencial de membrana ahora de polaridad opuesta; el lado externo es negativo y el lado interno es positivo. Una vez más los milisegundos el potencial de membrana se eleva lo suficiente para bloquear la difusión neta de iones de sodio hacia el interior; sin embargo, en esta ocasión el potencial de los troncos nerviosos de mamíferos se aproxima a 61mV y el interior de la fibra es positivo.

Esta es la diferencia de concentración de iones a través de una membrana con permeabilidad selectiva puede generar un potencial de membrana en condiciones apropiadas.

Concentración iónica

El potencial de membrana de una fibra nerviosa gruesa se aproxima a 90 mV cuando no transmite señales. Esto es, el potencial del interior de la fibra es 90 mV más negativo que el del líquido intersticial, en el exterior de la fibra.

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La bomba de sodio-potasio está impulsando continuamente sodio al exterior y potasio al interior salen más cargas positivas que las que entran la célula (tres iones de sodio al exterior por cada dos iones de potasio al interior) y de ese modo se genera un déficit neto de iones positivos en el interior, lo que equivales a producir una carga negativa en el interior de la membrana celular.

Esta bomba de sodio-potasio también genera los enormes gradientes de concentración d estos iones a través de la membrana del nervio en reposo. Estos gradientes de concertación son los siguientes:

Na+ (exterior) __________142 meq/L

Na+ (interior) __________ 14 meq/L

K+ (exterior) __________4 meq/L

K+ (interior) __________ 140 meq/L

La relación de ambos iones respecto a sus concentraciones externa e interna es:

Na+ interior / Na+ exterior = 0.1

K+ interior/ K+ exterior = 35.0

Una Catión es un átomo que pierde un electrón y forma un ion de carga positiva y un Anión es un átomo que gana un electrón y forma uno de carga negativa.

Factores Determinantes

Permeabilidad selectiva de la membrana.

Si colocamos entre dos compartimentos una membrana biológica, la cual sea permeable sólo a los iones K y se agrega una solución de KCl en uno de los compartimentos, los iones K comenzarán a moverse siguiendo su gradiente de concentración.

Como los iones Cl no pueden atravesar la membrana, ésta se carga negativamente de ese lado y positivamente del otro.

  Como los iones potasio al quedar del lado positivo se sienten rechazados por esta carga tender n a regresar al compartimiento inicial, se dice que se mueve en contra de su gradiente eléctrico.

Bombas metabólicas

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Otro factor que participa en el mantenimiento del potencial de membrana en reposo es la presencia de bombas metabólicas. Una de las bombas que mantiene el gradiente es la de a/K. Bombas como éstas mantienen una diferencia de concentraciones de los iones porque son electrógenas, ya que sacan tres iones sodio e introducen al citoplasma dos iones K.

Él último factor que participa en el potencial de membrana en reposo, pero no por eso el menos importante, es la presencia de proteínas en el citoplasma. Las cuales por ser aniones tan grandes no atraviesan la membrana y contribuyen a mantener la carga negativa del interior.

Potenciales Electroquímicos

Los potenciales electroquímicos son los responsables directos que casi todos los fenómenos eléctricos que tienen lugar en el cuerpo de los animales.

Una neurona está polarizada, es decir, tiene una carga eléctrica negativa en el interior de la membrana celular respecto al exterior. Esto se debe a la libre circulación de iones potasio con carga positiva a través de la membrana celular, y al mismo tiempo, a la retención de moléculas grandes con carga negativa dentro de la célula. Los iones de sodio con carga positiva se mantienen en el exterior de la célula mediante un proceso activo. Todas las células tienen esta diferencia de potencial, pero cuando se aplica a una célula nerviosa una corriente estimuladora se produce un suceso único. Primero, los iones de potasio penetran en la célula, reduciendo su carga negativa despolarización. En un cierto momento las propiedades de la membrana cambian y la célula se hace permeable al sodio, que entra en ella con rapidez y origina una carga neta positiva en el interior de la neurona. Esto se denomina el potencial de acción.

Una vez alcanzado este potencial en una zona de la neurona, éste se propaga a lo largo del axón mediante un intercambio de iones en unos puntos específicos llamados nódulos de Ranvier. La amplitud del potencial de acción es

autolimitado, debido a que una concentración elevada de sodio en el interior origina la expulsión de la célula primero de iones potasio, y después de sodio, restableciendo la carga negativa en el interior de la membrana celular, es decir la neurona sé repolariza. El proceso completo dura menos de una milésima de segundo. Después de un breve lapso, llamado periodo refractario, la neurona está en condiciones de repetir este proceso.

Potencial de Acción

La contracción sincronizada de todas las células que están acopladas eléctricamente constituyendo el tejido cardíaco, genera la contracción sincrónica

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de cada una de las cámaras del corazón. La contracción de cada célula está asociada a un potencial de acción.

En ese estado de reposo, antes iniciarse el potencial de acción, la conductancia para los iones potasio es de 50 a 100 veces mayor que la escape mucho mayor de iones sodio. Esto se debe al escape mucho mayor de iones de potasio en comparación con el de iones de sodio a través de los canales de escape.

El inicio del potencial de acción también abre los canales del potasio mediante la compuerta de voltaje; esta apertura empieza una fracción de milisegundos después de abrirse los canales del sodio. Al final del potencial de acción, el potencial de membrana retorna a su estado negativo y los canales del potasio se cierran de nuevo regresando a su estado original, pero una vez mas solo después de un pequeño retraso.

Justo al inicio del potencial de acción, el valor de esta relación aumenta más de 1000 veces. Por tanto, los iones sodio penetran a la fibra en cantidad mucho mayor que la cantidad de iones de potasio que sale. Esta es la razón de que el potencial de membrana se haga positivo. Los canales del sodio comienzan a inactivarse y al mismo tiempo se abren los canales del potasio de modo que ahora la relación de conductancia se modifica a favor de un aumento en la conductancia al potasio y una reducción de la conductancia del sodio. Esto permite una salida muy rápida de iones potasio, en tanto la entrada de sodio a la fibra es prácticamente nula. Por consiguiente, el potencial de acción retorna de inmediato al nivel basal.

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Un umbral para desencadenan el potencial de acción.

No habrá potencial desencadena el potencial de acción en tanto la elevación inicial del potencial de membrana no sea lo bastante grande para crear el circulo. Por lo general se requiere una elevación súbita de 15 a 30 mV en el potencial de membrana. Por tanto, al incrementar de modo repentino el potencial de membrana, de -90mV a cerca de -64 mV, en una fibra gruesa casi siempre se genera un potencial de acción de manera súbita. A este nivel de -65mV se le denomina umbral de estimulación.

Una corriente procedente de un electrodo, o en el caso que nos ocupa, la onda de excitación procedente del marcapasos, añade cargas positivas al lado intracelular de la membrana reduciendo el potencial de reposo y provocando una lenta despolarización de la membrana. Este comportamiento se representa desde el punto a al b.

A medida que el potencial de la membrana V se aproxima al umbral Vu, se abren los canales de iones Na en la membrana permitiendo su paso al interior de la misma. De este modo se consigue un equilibrio entre los iones Na que entran y los iones K que salen para compensar la entrada de carga positiva en el interior provocada por los iones Na. Este proceso tiene lugar de esta manera debido a la existencia de un potencial en la membrana y debido a que hay una mayor concentración de iones Na y K en el exterior y en el interior de la membrana respectivamente. Este proceso no se realiza indefinidamente sino que se alcanza un equilibrio cuando la diferencia de potencial debida al gradiente de concentración es igual al de repulsión debido a la carga a ambos lados de la membrana. Cuando V=Vu entonces los iones Na exceden a los K, esto ocurre en el punto b.

Esta entrada neta de carga, hace que la membrana se despolarice más. Esta despolarización es regenerada ya que a medida que aumenta la carga

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aumenta el potencial positivo lo que hacen que se abran nuevos canales para el Na. Esto produce la rápida subida del PA.

A medida que el potencial de membrana Vm se aproxima al potencial de equilibrio de los iones Na la entrada de iones Na a la célula se hace progresivamente menor haciendo que la tasa de cambio de potencial de haga más lenta. Esto se observa desde el punto c al d.

Ahora los canales de iones Na abiertos se inactivan haciendo que el PA disminuya gradualmente restableciendo el potencial de reposo. A este proceso se le denomina proceso de repolarización.

El proceso de repolarización se acelera por la apertura de los canales K dependientes del voltaje. Este flujo de salida de iones K elimina carga positiva de la célula

Ley de Baruch del todo o nada

En una membrana excitable no hay una dirección definida para que el impulso se propague, si no que el potencial de acción puede viajar en ambas direcciones alejándose del estimulo por todas las ramificaciones de una fibra nerviosa hasta despolarizar toda la membrana en su conjunto.

Una vez iniciado u n potencial de acción en cualquier punto de la membrana de una fibra normal, el proceso de despolarización de desplaza sobre toda la membrana si las condiciones son adecuadas o no se desplaza nada en condiciones inadecuadas. A ello se le denomina respuesta del todo o nada.

Formas de conducción nerviosa

Las fibras nerviosas están constituidas por un axón rodeado (fibras mielínicas, de conducción rápida) o no (fibras amielínicas, de conducción lenta) de múltiples capas de membrana celular (mielina) de una célula de Schwann, que se arrolla alrededor del axón. Esta capa mielínica está interrumpida periódicamente en los nódulos de Ranvier, puntos `saltatorios' de los impulsos eléctricos.

Fibras nerviosas mielinicas y amielinicas

Un tronco nervioso típico contiene unas pocas fibras nerviosas gruesas que ocupan la mayor parte del área de sección transversal y un número mucho mayor de fibras delgadas situadas entre las gruesas. Las fibras gruesas son mielinicas y las delgadas amielinicas. El tronco nervioso de grosor promedio contiene casi el doble de fibras amielinicas que mielinicas.

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El cordón central de la fibra es el axón y la membrana de axón es la verdadera membrana conductora. El centro del axón es la verdadera membrana conductora. El centro del axón está lleno de citoplasma, un líquido intracelular viscoso. Rodeando el axón se encuentra una vaina de mielina que suele ser más gruesa que el propio axón; los nodos de Ranvier interrumpen la capa de mielina de toda su extensión de intervalos de1 a 3 milímetros.

Las células de Schwann forman capas de mielina que rodean el axón de la manera siguiente: primero, la membrana de una célula de Swchann envuelve el axón, luego la célula gira muchas veces alrededor del axón dejando tras de sí muchas capas de membrana celular que contienen una sustancia lípida denominada esfingomielina. Esta sustancia es un excelente aislante que reduce el flujo de ionice a través de la membrana casi 5000 veces.

Conducción saltatoria de nodo en las fibras mielinizadas.

Aunque no haya flujo significativo de iones a través de las espesas capas de mielina de las fibras milinizadas los iones aun pueden fluir con gran facilidad a través de los nodos de Ranvier. Por tanto lo potenciales de acción pueden ocurrir solo en los nodos. Así, el potencial de acción se conduce de un nodo a otro, este fenómeno se denomina conducción saltatoria. Esto es, la corriente eléctrica fluye de un nodo a través del líquido extracelular circunvecino y del axoplasma excitando consecutivamente nodos sucesivos. El impulso nervioso salta a lo largo de la fibra; este es el origen del nombre saltatorio.

Excitabilidad

Básicamente todo factor que inicie la difusión de iones de sodio al interior de la célula a través de la membrana en cantidad suficiente puede desencadenar la abertura automática y regenerativa de los canales del sodio.

Todos lo medio se utilizan en diferentes puntos del cuerpo para despertar potenciales de acción en nervio o en músculo: presión mecánica para excitar terminaciones nerviosas sensoriales en a piel, neurotransmisores químicos para transmitir señales de una neurona a la siguiente en el cerebro y corriente eléctrica para transmitir señales entre las fibras musculares del corazón y del intestino.

La causa de este efecto es la siguiente: los potenciales de acción se inician por abertura de la compuerta de voltaje de los canales del sodio.

La corriente negativa del electrodo negativo reduce de inmediato el voltaje fuera de la membrana aproximándolo al potencial negativo del interior de la fibra.

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Al reducirse el voltaje eléctrico a través de la membrana, los canales del sodio se activan y se produce un potencial de acción.

Estímulos

Forma de interacción entre el ser vivo y el medio, es el agente, condición o energía capaz de provocar una respuesta en un organismo determinado.

Los distintos estímulos que originan la despolarización celular se han clasificado en tres tipos distintos: químicos, mecánicos y eléctricos.

Se considera un estimulo químico a cualquier sustancia química que, tras la unión a un receptor situado en la membrana de la neurona, determina la apertura o cierre de canales iónicos, lo cual hará que se establezca la apertura automática de los canales de sodio que dan a lugar a la aparición de un potencial de acción. Entre estas sustancias encontramos: ácidos, bases, soluciones salinas de elevada concentración etc.

Son estímulos mecánicos aquellos que causan las alteraciones en la energía mecánica de la neurona (como vibración, pinchazo, etc.), lo que implica una brusca penetración de sodio que se desencadenara el potencial de acción.

Son estímulos eléctricos los que cambias la carga eléctrica de las neuronas, añadiendo cargas positivas o negativas. La corriente eléctrica inducida de manera artificial mediante la implantación de un par de electrodos intra y extracelulares, conectados a un generador de corriente.

Periodos refractarios

Es posible que un estimulo de intensidad suficiente para generar un potencial de acción no o haga cuando se aplica a un segmento de la fibra axon que acaba de sufrir un potencial de acción, diciéndose entonces que esa porción de la fibra se encuentra en periodo refractario. Existen dos tipos de periodos refractarios.

Periodo refractario absoluto

Es aquella fracción de tiempo, después de iniciarse un potencial de acción, durante la cual ningún estimulo (por muy elevada que sea la magnitud) puede excitar esa porción de fibra. Su duración es variable, dependiendo del tipo de fibra

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de que se trate. Por tanto este periodo indica el número máximo de potenciales por unidad de tiempo que puede sufrir una fibra.

Periodo refractario relativo.

Es aquella fracción de tiempo, después de iniciarse un potencial de acción, durante la cual para que se genere un nuevo potencial de acción se requiere que el estimulo aplicado sea de una intensidad elevada. La causa de esta refractariedad es doble.

Curvas de Excitabilidad

Representan la relación existente ente la intensidad del estimulo eléctrico aplicado a un nervio y el tiempo que debe aplicarse dicho estimulo para que de a lugar un potencial de acción. Se llama reobase a ala mínima intensidad capaz de producir un potencial de acción, siendo la cronaxia el tiempo que es necesario aplicar a un estimulo de intensidad doble a la de reobase apara que este tenga efectos.

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Conclusión

Estos temas investigados en esta monografía nos sirven de preámbulo para entender los subsiguientes temas o asignaturas de nuestro pensum de estudio.

Así como también saber que tan importantes es tener conocimientos acerca del estudio de la célula, sus características, el uso adecuado de los distintos tipos de microscopio, los cuales son de gran utilidad en el estudio de las mismas, o de cualquier ser vivo que debamos estudiar su composición química, su estructura entre otros aspectos.

Por último se investigo acerca del proceso de osmosis y de osmosis inversa, su aplicación los cuales eran desconocidos para nosotros como estudiantes del Curso Introductorio de T.S.E Comunitaria.

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Referencias Bibliográficas

www.biologia.edu.ar

www.elrincondelvago.com

www.wikipedia.org

www.rena.edu

www.colegiomaravillas.com

http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2007/02/22/el-microscopio-electronico/

Biofísica As. Frumento Ed mosvol/Doyma 1995

Frank Salisbury. Fisiología de las Plantas 2 ed México, editorial Interamericana/ Mc Graw Hill 1992

Helen Curtis Biología, Buenos Aires, Editorial Medica Panamericana 1992

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ANEXOS

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Martinus Beijerinck en su laboratorio en 1921

Micrografía mostrando viriones de hepatitis B

Micrografía del Virus de la inmunodeficiencia humana

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Esquema de la Osmosis

Imágenes de Membranas

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Imagen que proporciona el microscopio electrónico

Microscopio óptico y sus partes

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Imagen de Microscopio Electrónico