MEMBRANA PLASMÁTICA

CONCEPTO.

Forma el límite celular, que limita el medio interno del externo. Es la estructura que define la identidad de la célula. Es dinámica y actúa como barrera selectiva de sustancias por lo que ella determina la composición del citoplasma, por lo que no es una barrera física. Es una bicapa lipídica con proteínas y algunos lípidos.

Comparte la misma estructura que otras membranas celulares pero con otra función. A parte de controlar el transporte también media en la comunicación-interacción con la matriz extracelular u otras células.

HISTORIA

En el siglo XIX ya se tenía constancia de un límite externo en las cédulas. Se observó que si las células se encontraban en un medio coloreado, el colorante no penetraba, y si este se inyectaba, no salía; por lo que debía haber un límite.

Uno de los primeros científicos fue Overton en l895.

En 1897 Langmur vio que si ponía fosfolípidos en un medio acuoso formaban capas o micelas.

En 1925 Gorter y Grendel estudiaban eritrocitos y midieron la superficie externa de uno de ellos, rompieron del eritrocito (la membrana) y se quedaron con los lípidos y observaron que ocupaban el doble de la superficie de la célula; por lo tanto éste límite externo debía ser una bicapa. Pero al medir la tensión de la célula no se correspondía con la tensión superficial de la bicapa de lípidos.

En 1935 Dawson y Danielli proponen el modelo en sandwdich para explicar la estructura de la membrana. Además de lípidos sostuvieron que en su parte externa contienen proteínas.

En 1972 Singer y Nicholson proponen el modelo de mosaico fluido para explicar la estructura de la membrana ya con el microscopio electrónico.

Anteriormente, hacia 1960, Roberson con microscopía electrónica define la membrana como una estructura trilaminar y es modelo de todas las membranas biológicas.

En 1999 aparece el modelo en balsas que sustituye al de mosaico fluido.

ULTRAESTRUCTURA.

La membrana plasmática se puede observan en el microscopio electrónico cuando se fijan y se tiñen las células con metales pesados, en concreto con el tetraóxido de osmio. El osmio se une a la cabeza de los lípidos, observando dos bandas densas separadas por una clara (con pocos aumentos solo se distingue una sola línea). Esto se conoce como unidad de membrana de Roberson (todas las membranas responden a éste modelo trilaminar) su espesor es de 7-7,50 nm., para otras membranas varía.

COMPOSOSICION QUÍMICA

Varía de unas membranas a otras. Todas se componen de proteínas, lípidos y glúcidos, pero la proporción de proteínas y lípidos depende de la función celular.

Los lípidos proporcionan la arquitectura y las proteínas su función.

El modelo celular utilizado son los eritrocitos: 52% de proteínas 40% lípidos y 10% de glúcidos.

Cuanto más activa sea la membrana hay mayor protección de proteínas.

1-        Lípidos: constituyen el armazón estructural y todos ellos son moléculas anfipáticas que tienen dos extremos, un extremo hidrofílico y el otro hidrofóbico.

      Son fundamentalmente tres:

a)        Fosfolípidos (mayoritarios, 70-80%). Constan de una cabeza polar y de dos colas de ácidos grasos, siendo una insaturada y la otra saturada; por lo tanto una de ellas posee dobles enlaces. Por los dobles enlaces puede modificar su posición.

Destacan cuatro :

-          Fosfatidilcolina (más abundantes en la capa externa)

-          Esfingomielina (más abundantes en la capa externa)

-          Fosfatidilserina (más abundantes en la capa interna)

-          Fosfatidiletanolamina (más abundantes en la capa interna)

-          Fosfatidilinositol (desencadena diferentes reacciones intracelulares. Se encuentra en la capa interna)

b)        Esteroles: el más abundante es el colesterol, que aparece en las células animales, en ambas caras de la membrana y se sitúa entre los fosfolípidos.

c)        Glucolípidos: son poco abundantes y exclusivamente se encuentran en la cara externa de la membrana.

2-        Proteínas: son las responsables de llevar a cabo las funciones de la membrana plasmática; se encuentran inmersas en la bicapa de lípidos o fuera de ella, y según su localización se clasifican en dos grupos:

a)        Periféricas: se disocian de la membrana fácilmente con tratamientos suaves. Se encuentran por fuera de la membrana y no se insertan dentro de la bicapa.

b)        Integrales: son difíciles de separar de la bicapa lipídica, hay que tratar a la membrana con disolventes muy fuertes que disuelven los lípidos. Son transmembranales, atravesando toda la membrana pero pueden ser unipaso o multipaso.

    Tipos de proteínas:

-          Receptores : actúan como receptores de información del exterior. Normalmente son unipaso.

-          Antígenos: son integrales

-          Enzimas que catalizan diferentes reacciones. La mayoría son periféricas

-          Canales y poros: son integrales y poseen un canal por donde pasan diferentes sustancias.

-          Transportadores: son integrales y ayudan a transportar diferentes sustancias.

-          En las bacterias hay además porinas, que son proteínas que hacen a la membrana permeable al agua, forman canales acuosos que permiten el paso del agua (en la industria farmacéutica se actúa sobre ellas para destruir las bacterias).

3.- Glúcidos: son componentes minoritarios en la membrana y que nunca aparecen aisladas sino que aparecen con glucolípidos y glucoproteínas. Los glúcidos no contribuyen a la estructura de la membrana pero son muy importantes para la estabilización de las proteínas, para el reconocimiento y adhesión celular. Siempre se encuentran en la cara externa de la membrana.

Glucocáliz, glucolálix: conjunto de glúcidos situados en la parte externa de la membrana plasmática.

d)        Interacción con los componentes de la matriz extracelular.

MODELOS DE MEMBRANA

 - Modelo de mosaico fluido: los fosfolípidos se disponen formando una bicapa, los extremos hidrofílicos se sitúan hacia el interior celular y los extremos hidrofóbicos hacia el exterior. Entre los fosfolípidos se sitúa el colesterol y las proteínas se encuentran entre ellos ya sean integrales o periféricas. Dan fluidez a la membrana, lo que permite el movimiento de la membrana, además todos los componentes de la membrana se están moviendo continuamente.

Movimiento de los fosfolípidos:

   1.- Movimiento de las colas (flexión): debido a los dobles enlaces, a la flexión de las colas.

   2.- Rotación sobre sí mismos.

   3.- Pueden difundir lateralmente pero dentro de la misma parte de la bicapa.

   4.- Pueden pasar de una capa a la otra ayudados de unas enzimas que son las flipasas.

Las proteínas también se mueven.