El blog de Hannia Ruiz

Algunas células, como las células nerviosas y musculares, generan impulsos electroquímicos rápidamente cambiantes en sus membranas, y estos impulsos se utilizan para transmitir señales a través de las membranas de los nervios y de los músculos.

«Física básica de los potenciales de membrana Potenciales de membrana provocados por concentración de iones.
Diferencias a través de una membrana permeable selectiva «
La concentración de potasio es grande dentro de la membrana de una fibra nerviosa, pero muy baja fuera de esta.
A medida que lo hacen transportan cargas eléctricas positivas hacia el exterior, generando de esta manera electropositividad fuera de la membrana y electronegatividad en el interior debido a los aniones negativos que permanecen detrás y que no difunden hacia fuera con el potasio.
En la fibra nerviosa normal del mamífero la diferencia de potencial es de aproximadamente 94 mV, con negatividad en el interior de la membrana de la fibra.

«La ecuación de Nernst describe la relación del potencial de difusión con la diferencia de concentración de iones a través de una membrana «
La magnitud del potencial de Nernst viene determinada por el cociente de las concentraciones de ese ion específico en los dos lados de la membrana. Cuanto mayor es este cociente, mayor es la tendencia del ion a difundir en una dirección y, por tanto, mayor
será el potencial de Nernst necesario para impedir la difusión neta adicional. Se puede utilizar la siguiente ecuación, denominada ecuación de Nernst, para calcular el potencial de Nernst para cualquier ion univalente a la temperatura corporal normal (37 °C):
donde FEM es la fuerza electromotriz y z es la carga eléctrica del ion (p. ej., +1 para K+).
Cuando se utiliza esta fórmula habitualmente se asume que el potencial del líquido extracelular que está fuera de la membrana se mantiene a un nivel de potencial cero, y que el potencial de Nernst es el potencial que está en el interior de la membrana, el signo del potencial es positivo (+) si el ion que difunde desde el interior hacia el exterior es un ion negativo, y es negativo (–) si el ion es positivo

«La ecuación de Goldman se utiliza para calcular el potencial de difusión cuando la membrana es permeable a varios iones diferentes «
Cuando una membrana es permeable a varios iones diferentes, el potencial de difusión que se genera depende de tres factores: 1) la polaridad de la carga eléctrica de cada uno de los iones; 2) la permeabilidad de la membrana (P) a cada uno de los iones, y 3) las concentraciones (C) de los respectivos iones en el interior (i) y en el exterior (e) de la membrana.
A partir de la ecuación de Goldman se hacen evidentes varios puntos clave.
En primer lugar, los iones sodio, potasio y cloruro son los iones más importantes que participan en la generación de los potenciales de membrana en las fibras nerviosas y musculares, así como en las células neuronales del sistema nervioso.
El gradiente de concentración de cada uno de estos iones a través de la membrana ayuda a determinar el voltaje del potencial de membrana.
El grado de importancia de cada uno de los iones en la determinación del voltaje es proporcional a la permeabilidad de la membrana para ese ion particular.
un gradiente positivo de concentración iónica desde el interior de la membrana hacia el exterior produce electronegatividad en el interior de la membrana. La razón de este fenómeno es que
el exceso de iones positivos difunde hacia el exterior cuando su concentración es mayor en el interior que en el exterior. Esta difusión desplaza cargas positivas hacia el exterior, aunque deja los aniones negativos no difusibles en el interior, creando de esta manera electronegatividad en el interior, la permeabilidad de los canales de sodio y de potasio experimenta cambios rápidos durante la transmisión de un impulso nervioso, mientras que la permeabilidad de los canales de cloruro no se modifica mucho durante este proceso.
«MEDICION DEL POTENCIAL DE MEMBRANA»
La pipeta se inserta en la membrana celular hasta el interior de la fibra. Después se coloca otro electrodo, denominado «electrodo indiferente», en el líquido extracelular, y se mide la diferencia de potencial entre el interior y exterior de la fibra utilizando un voltímetro adecuado.

«POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO»

El potencial de membrana en reposo de las fibras nerviosas grandes cuando no transmiten señales nerviosas es de aproximadamente –90 mV. Es decir, el potencial en el interior de la fibra es 90 mV más negativo que el potencial del líquido extracelular que está en el exterior de la misma.

«Transporte activo de los iones sodio y potasio a través de la membrana: la bomba sodio-potasio (Na+-K+) «

Todas las membranas celulares del cuerpo tienen una potente bomba Na+-K+ que transporta continuamente iones sodio hacia el exterior de la célula e iones potasio hacia el interior.

«Origen del potencial de membrana en reposo normal«

«Contribución de la difusión de sodio a través de la membrana nerviosa «
El cociente de los iones sodio desde el interior hasta el exterior de la membrana es de 0,1, lo que da un potencial de Nernst calculado para el interior de la membrana de +61 mV.
«Contribución de la bomba Na+-K+ «
El bombeo de más iones sodio hacia el exterior que el de iones potasio hacia el interior da lugar a una pérdida continua de cargas positivas desde el interior de la membrana para generar un grado adicional de negatividad (aproximadamente –4 mV más) en el interior además del que se puede explicar por la difusión de manera aislada.
«Potencial de acción de las neuronas«
Las señales nerviosas se transmiten mediante potenciales de acción que son cambios rápidos del potencial de membrana que se extienden rápidamente a lo largo de la membrana de la fibra nerviosa. Cada potencial de acción comienza con un cambio súbito desde el potencial de membrana negativo en reposo normal hasta un potencial positivo y termina con un cambio casi igual de rápido de nuevo hacia el potencial negativo. Para conducir una señal nerviosa el potencial de acción se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa hasta que llega a su extremo.
«Fase de reposo«
La fase de reposo es el potencial de membrana en reposo antes del comienzo del potencial de acción. Se dice que la membrana está «polarizada» durante esta fase debido al potencial de membrana negativo de –90 mV que está presente.
«Fase de despolarización «
En este momento la membrana se hace súbitamente muy permeable a los iones sodio, lo que permite que un gran número de iones sodio con carga positiva difunda hacia el interior del axón. El estado «polarizado» normal de –90 mV se neutraliza inmediatamente por la entrada de iones sodio cargados positivamente.
«Fase de repolarización»
En un plazo de algunas diezmilésimas de segundo después de que la membrana se haya hecho muy permeable a los iones sodio, los canales de sodio comienzan a cerrarse y los canales de potasio se abren más de lo normal. De esta manera, la rápida difusión de los iones potasio hacia el exterior restablece el potencial de membrana en reposo negativo normal, que se denomina repolarización de la membrana.

«Activación e inactivación del canal de sodio activado por el voltaje»
Este canal tiene dos compuertas, una cerca del exterior del canal, denominada compuerta de activación, y otra cerca del interior, denominada compuerta de inactivación.

«Activación del canal de sodio «
Cuando el potencial de membrana se hace menos negativo que durante el estado de reposo, aumentando desde –90 mV hacia cero, finalmente alcanza un voltaje (habitualmente algún punto entre –70 y –50 mV) que produce un cambio conformacional súbito en la activación de la compuerta, que bascula totalmente hasta la posición de abierta.

Inactivación del canal de sodio
La parte superior derecha de la figura 5-7 muestra un tercer estado del canal de sodio. El mismo aumento de voltaje que abre la compuerta de activación también cierra la compuerta de inactivación. Sin embargo, la compuerta de inactivación se cierra algunas diezmilésimas de segundo después de que se abra la compuerta de activación.
Canal de potasio activado por el voltaje y su activación
Durante el estado de reposo (izquierda) y hacia el final del potencial de acción (derecha). Durante el estado de reposo la compuerta del canal de potasio está cerrada, lo que impide que los iones potasio pasen a través de este canal hacia el exterior. Cuando el potencial de membrana aumenta desde – 90 mV hacia cero, este voltaje produce una apertura conformacional de la compuerta y permite el aumento de la difusión de potasio hacia fuera a través del canal.

«Método de la «pinza de voltaje» para medir el efecto del voltaje sobre la apertura y el cierre de los canales activados por el voltaje .«
Uno de estos electrodos sirve para medir el voltaje del potencial de membrana y el otro para conducir corriente eléctrica hacia el interior o el exterior de la fibra nerviosa. Este aparato se utiliza de la siguiente forma: el investigador decide qué voltaje se establecerá en el interior de la fibra nerviosa. Después se ajusta la porción electrónica del aparato al voltaje deseado y se inyecta automáticamente electricidad positiva o negativa a través del electrodo de corriente a la velocidad necesaria para mantener el voltaje, que se mide con el electrodo de voltaje, al nivel que ha establecido el operador. Cuando se aumenta súbitamente este potencial de membrana con esta pinza de voltaje desde –90 mV a cero se abren los canales de sodio y potasio activados por el voltaje, y los iones sodio y potasio comienzan a pasar a través de los canales.
Funciones de otros iones durante el potencial de acción.
Hasta ahora hemos considerado solo la función de los iones sodio y potasio en la generación del potencial de acción. Se deben considerar al menos otros dos tipos de iones: los aniones negativos y los iones calcio.
«Iones con carga negativa (aniones) no difusibles en el interior del axón nervioso«
En el interior del axón hay muchos iones de carga negativa que no pueden atravesar los canales de la membrana. Incluyen los aniones de las moléculas proteicas y de muchos compuestos de fosfato orgánicos, compuestos de sulfato y similares.
Iones calcio.
Las membranas de casi todas las células del cuerpo tienen una bomba de calcio similar a la bomba de sodio, y el calcio coopera con el sodio (o actúa en su lugar) en algunas células para producir la mayor parte del potencial de acción. Al igual que la bomba de sodio, la bomba de potasio transporta iones calcio desde el interior hacia el exterior de la membrana celular.
Un ciclo de retroalimentación positiva abre los canales de sodio
Primero, siempre que no haya alteraciones de la membrana de la fibra nerviosa, no se produce ningún potencial de acción en el nervio normal. Sin embargo, si algún episodio produce una elevación suficiente del potencial de membrana desde –90 mV hacia el nivel cero, el propio aumento del voltaje hace que empiecen a abrirse muchos canales de sodio activados por el voltaje.
Umbral para el inicio del potencial de acción
No se producirá un potencial de acción hasta que el aumento inicial del potencial de membrana sea lo suficientemente grande como para dar origen al ciclo de retroalimentación positiva .
PROLONGACION DEL POTENCIAL.
un potencial de acción que se desencadena en cualquier punto de una membrana excitable habitualmente excita porciones adyacentes de la membrana, dando lugar a la propagación del potencial de acción a lo largo de la membrana.

Principio del todo o nada.
Una vez que se ha originado un potencial de acción en cualquier punto de la membrana de una fibra normal, el proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son las adecuadas, o no viaja en absoluto si no lo son. Este principio se denomina principio del todo o nada y se aplica a todos los tejidos excitables normales.
Cuando se produce esta situación se interrumpe la diseminación de la despolarización, para que se produzca la propagación continuada de un impulso, el cociente del potencial de acción respecto al umbral de excitación debe ser mayor de 1 en todo momento. Este requisito que debe ser mayor a 1 se denomina factor de seguridad para la propagación.

«Restablecimiento de los gradientes iónicos de sodio y potasio tras completarse los potenciales de acción: la importancia del metabolismo de la energía»
La propagación de cada potencial de acción a lo largo de una fibra nerviosa reduce ligeramente las diferencias de concentración de sodio y de potasio en el interior y en el exterior de la membrana, porque los iones sodio difunden hacia el interior durante la despolarización y los iones potasio difunden hacia el exterior durante la repolarización.
Una característica especial de la bomba Na+-K+-adenosina trifosfatasa es que su grado de actividad se estimula mucho cuando se acumula un exceso de iones sodio en el interior de la membrana celular.
Meseta en algunos potenciales de acción.
La causa de la meseta es una combinación de varios factores. En primer lugar, en el proceso de despolarización del músculo cardíaco participan dos tipos de canales: 1) los canales de sodio habituales activados por el voltaje, denominados canales rápidos
2) los canales de calcio-sodio activados por el voltaje canales de calcio de tipo L, que tienen una apertura lenta y que, por tanto, se denominan canales lentos. La apertura de los canales rápidos origina la porción en espiga del potencial de acción, mientras que la apertura prolongada de los canales lentos de calcio-sodio principalmente permite la entrada de iones calcio en la fibra, lo que es responsable en buena medida de la porción de meseta del potencial de acción.

Ritmicidad de algunos tejidos excitables: descarga repetitiva.
Las descargas repetitivas autoinducidas aparecen normalmente en el corazón, en la mayor parte del músculo liso y en muchas neuronas del sistema nervioso central. Estas descargas rítmicas producen:
1) el latido rítmico del corazón;
2) el peristaltismo rítmico de los intestinos
3) fenómenos neuronales, como el control rítmico de la respiración.
Proceso de reexcitación necesario para la ritmicidad espontánea.
Para que se produzca ritmicidad espontánea la membrana, incluso en su estado natural, debe ser lo suficientemente permeable a los iones sodio.
Características especiales de la transmisión de señales en los troncos nerviosos .
(FIBRAS NERVIOSAS MIELINIZADAS Y NO MIELINIZADAS)
Las fibras grandes son mielinizadas y las pequeñas no mielinizadas, un tronco nervioso medio contiene aproximadamente el doble de fibras no mielinizadas que mielinizadas.

El núcleo central de la fibra es el axón, y la membrana del axón es la membrana que realmente conduce el potencial de acción. El axón contiene en su centro el axoplasma, que es un líquido intracelular viscoso. Alrededor del axón hay una vaina de
mielina que con frecuencia es mucho más gruesa que el propio axón. Aproximadamente una vez cada 1 a 3 mm a lo largo de la vaina de mielina hay un nódulo de Ranvier.
Las células de Schwann depositan la vaina de mielina alrededor del axón de la siguiente manera: en
primer lugar, la membrana de una célula de Schwann rodea el axón.
Conducción «saltatoria» en las fibras mielinizadas de un nódulo a otro
Aunque los iones apenas pueden fluir a través de las gruesas vainas de mielina de los nervios mielinizados, sí lo hacen fácilmente a través de los nódulos de Ranvier, los potenciales de acción se conducen desde un nódulo a otro a esto se denomina conducción saltatoria, es decir, la corriente eléctrica fluye por el líquido extracelular circundante que está fuera de la vaina de mielina, así como por el axoplasma del interior del axón, de un nódulo a otro, excitando nódulos sucesivos uno después de otro.

La conducción saltatoria es útil por dos motivos. Primero, al hacer que el proceso de despolarización salte intervalos largos a lo largo del eje de la fibra nerviosa, este mecanismo aumenta la velocidad de la transmisión nerviosa en las fibras mielinizadas hasta 5 a 50 veces. Segundo, la conducción saltatoria conserva la energía para el axón porque solo se despolarizan los nódulos, permitiendo una pérdida de iones tal vez 100 veces menor de lo que sería necesario de otra manera, y
por tanto precisa poco gasto de energía para restablecer las diferencias de concentración de sodio y de potasio a través de la membrana después de una serie de impulsos nerviosos.
La velocidad de conducción del potencial de acción en las fibras nerviosas varía desde tan solo 0,25 m/s en las fibras no mielinizadas pequeñas hasta 100 m/s .
Excitación: el proceso de generación del potencial de acción La conducción saltatoria es útil por dos motivos. Primero, al hacer que el proceso de despolarización salte intervalos largos a lo largo del eje de la fibra nerviosa, este mecanismo aumenta la velocidad de la transmisión nerviosa en las fibras mielinizadas hasta 5 a 50 veces. Segundo, la conducción saltatoria conserva la energía para el axón porque solo se despolarizan los nódulos, permitiendo una pérdida de iones tal vez 100 veces menor de lo que sería necesario de otra manera, y
por tanto precisa poco gasto de energía para restablecer las diferencias de concentración de sodio y de potasio a través de la membrana después de una serie de impulsos nerviosos.
La velocidad de conducción del potencial de acción en las fibras nerviosas varía desde tan solo 0,25 m/s en las fibras no mielinizadas pequeñas hasta 100 m/s .
EXITACION: EL PROCESO DE GENERACION DE POTENCIAL DE ACCION.
cualquier factor que haga que los iones sodio comiencen a difundir hacia el interior a través de la membrana en un número suficiente puede desencadenar la apertura regenerativa automática de los canales de sodio. Esta apertura regenerativa automática se puede deber a un trastorno mecánico de la membrana, a los efectos químicos sobre la membrana o al paso de electricidad a través de la membrana.La conducción saltatoria es útil por dos motivos. Primero, al hacer que el proceso de despolarización salte intervalos largos a lo largo del eje de la fibra nerviosa, este mecanismo aumenta la velocidad de la transmisión nerviosa en las fibras mielinizadas hasta 5 a 50 veces. Segundo, la conducción saltatoria conserva la energía para el axón porque solo se despolarizan los nódulos, permitiendo una pérdida de iones tal vez 100 veces menor de lo que sería necesario de otra manera, y
por tanto precisa poco gasto de energía para restablecer las diferencias de concentración de sodio y de potasio a través de la membrana después de una serie de impulsos nerviosos.
La velocidad de conducción del potencial de acción en las fibras nerviosas varía desde tan solo 0,25 m/s en las fibras no mielinizadas pequeñas hasta 100 m/s .
Excitación: el proceso de generación del potencial de acción La conducción saltatoria es útil por dos motivos. Primero, al hacer que el proceso de despolarización salte intervalos largos a lo largo del eje de la fibra nerviosa, este mecanismo aumenta la velocidad de la transmisión nerviosa en las fibras mielinizadas hasta 5 a 50 veces. Segundo, la conducción saltatoria conserva la energía para el axón porque solo se despolarizan los nódulos, permitiendo una pérdida de iones tal vez 100 veces menor de lo que sería necesario de otra manera, y
por tanto precisa poco gasto de energía para restablecer las diferencias de concentración de sodio y de potasio a través de la membrana después de una serie de impulsos nerviosos.
La velocidad de conducción del potencial de acción en las fibras nerviosas varía desde tan solo 0,25 m/s en las fibras no mielinizadas pequeñas hasta 100 m/s .
EXITACION: EL PROCESO DE GENERACION DE POTENCIAL DE ACCION.
Cualquier factor que haga que los iones sodio comiencen a difundir hacia el interior a través de la membrana en un número suficiente puede desencadenar la apertura regenerativa automática de los canales de sodio. Esta apertura regenerativa automática se puede deber a un trastorno mecánico de la membrana, a los efectos químicos sobre la membrana o al paso de electricidad a través de la membrana.
Todos estos enfoques se utilizan en diferentes puntos del cuerpo para generar potenciales de acción nerviosos o musculares: presión nerviosa para excitar las terminaciones nerviosas sensitivas de la piel, neurotransmisores químicos para transmitir señales desde una neurona a la siguiente en el cerebro y una corriente eléctrica para transmitir señales entre células musculares sucesivas del corazón y del intestino.
El método habitual para excitar un nervio o un músculo en el laboratorio experimental es aplicar electricidad a la superficie del nervio del músculo mediante dos electrodos pequeños, uno de los cuales tiene carga negativa y el otro positiva.
Este efecto se produce por el motivo siguiente: recuérdese que el potencial de acción se inicia por la apertura de canales de sodio activados por el voltaje.
En el electrodo positivo la inyección de cargas positivas sobre el exterior de la membrana nerviosa aumenta la diferencia de voltaje a través de la membrana en lugar de reducirla. Este efecto produce un estado de hiperpolarización, que realmente reduce la excitabilidad de la fibra en lugar de producir un potencial de acción.
Un estímulo eléctrico negativo débil puede no ser capaz de excitar una fibra. Sin embargo, cuando aumenta el voltaje del estímulo se llega a un punto en el que se produce la excitación, un estímulo muy débil en el punto A hace que el potencial de la membrana cambie desde – 90 a –85 mV, aunque este cambio no es suficiente para que se produzcan los procesos regenerativos automáticos del potencial de acción.

Inhibición de la excitabilidad: «estabilizadores» y anestésicos locales
Al contrario de los factores que aumentan la estabilidad nerviosa, otros factores, denominados factores estabilizadores de la membrana, pueden reducir la excitabilidad. Por ejemplo, una concentración elevada de calcio en el líquido extracelular reduce la permeabilidad de la membrana a los iones sodio y reduce simultáneamente la excitabilidad. Por tanto, se dice que el ion calcio es un «estabilizador».
Anestésicos locales
Entre los estabilizadores más importantes están las muchas sustancias que se utilizan en clínica como anestésicos locales, como procaína y tetracaína.

«TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVES DE LAS MEMBRANAS CELULARES.»
Hay dos sustancias muy importantes;
Liquido extra e intra celular, ambas compuestas con gran cantidad de iones.
el líquido extracelular contiene una gran cantidad de iones cloruro, mientras que el líquido intracelular contiene muy pocos de estos iones.

«LA MEMBRANA CELULAR CONSISTE EN UNA BICAPA LIPIDICA CON PROTEINAS DE TRANSPORTE DE LA MEMBRANA CELULAR.«
La membrana que recubre el espacio exterior de toda la célula, está compuesto por casi totalmente por una bicapa lipídica, aunque también contiene grandes números de moléculas proteicas insertadas en los lípidos, muchas de las cuales penetran en todo el grosor de la membrana.
La bicapa lipídica no es miscible con el líquido extracelular ni con el líquido intracelular esta constituye una barrera frente al movimiento de moléculas de agua y de sustancias insolubles entre los compartimientos del líquido extracelular e intracelular.
Las moléculas proteicas de la membrana tienen unas propiedades totalmente diferentes para transportar sustancias. Sus estructuras moleculares interrumpen la continuidad de la bicapa lipídica y constituyen una ruta alternativa a través de la membrana celular, muchas de estás proteínas pueden ayudar como proteínas transportadoras.
«DIFUSION FRENTE A TRANSPORTE ACTIVO»
El transporte de sustancias, a través de la membrana, ya sea directamente de la bícapa o através de una proteína transportadora, se hace por medio de dos procesos básicos: «difusión y transporte activo».

La difusión se refiere a un movimiento molecular aleatorio de las sustancias molécula a molécula, a través de espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora. La energía que hace que se produzca la difusión es la energía del movimiento cinético normal de la materia.
El transporte activo se refiere al movimiento de iones o de otras sustancias a través de la membrana en combinación con una proteína transportadora de tal manera que la proteína transportadora hace que la sustancia se mueva contra un gradiente de energía, como desde un estado de baja concentración a un estado de alta concentración.

«DIFUSION«
Todas las moléculas e iones de los líquidos corporales, incluyendo las moléculas de agua y las sustancias disueltas, están en movimiento constante, de modo que cada partícula se mueve de manera completamente independiente, a este tipo de movimiento se le conoce como «calor».
A ese movimiento de liquídos y gases entre sí se le llama difusión.
«DIFUSION A TRAVES DE LA MEMBRANA»

La difusión a través de la membrana celular se divide en dos subtipos, denominados difusión simple y difusión facilitada. Difusión simple significa que el movimiento cinético de las moléculas o de los iones se produce a través de una abertura de la membrana o a través de espacios intermoleculares sin
ninguna interacción con las proteínas transportadoras de la membrana. La velocidad de difusión viene determinada por la cantidad de sustancia disponible, la velocidad del movimiento cinético y el número y el tamaño de las aberturas de la membrana a través de las cuales se pueden mover las moléculas o los iones. La difusión facilitada precisa la interacción de una proteína transportadora. La proteína transportadora ayuda al paso de las moléculas o de los iones a través de la membrana mediante su unión química con estos y su desplazamiento a través de la membrana de esta manera.
Un factor importante que determina la rapidez con la que una sustancia difunde a través de la bicapa lipídica es la liposolubilidad.
La rapidez con la que las moléculas de agua pueden difundir a través de la mayoría de las membranas celulares es sorprendente, otras moléculas insolubles en lípidos pueden atravesar los canales de los poros proteicos de la misma manera que las moléculas de agua si son hidrosolubles y de un tamaño lo suficientemente pequeño.
Los poros están compuestos por proteínas de membranas celulares integrales que forman tubos abiertos a través de la membrana y que están siempre abiertos. Sin embargo, el diámetro de un poro y sus cargas eléctricas proporcionan una selectividad que permite el paso de solo ciertas moléculas a su través.
Los canales proteicos se distinguen por dos características importantes: 1) con frecuencia son permeables de manera selectiva a ciertas sustancias, y 2) muchos de los canales se pueden abrir o cerrar por compuertas que son reguladas por señales eléctricas (canales activados por el voltaje) o sustancias químicas que se unen a las proteínas de canales (canales activados por ligandos).
Se cree que existen diferentes filtros de selectividad que determinan, en gran medida, la especificidad de los diversos canales para cationes o aniones o para iones determinados, como sodio (Na+), potasio (K+) y calcio (Ca++), que consiguen acceder a los canales.
La activación de los canales proteicos proporciona un medio para controlar la permeabilidad iónica de los canales.
1-.Activación por el voltaje. En el caso de activación por el voltaje, la conformación molecular de la compuerta o de sus enlaces químicos responde al potencial eléctrico que se establece a través de la membrana celular
2-.Activación química (por ligando). Las compuertas de algunos canales proteicos se abren por la unión de una sustancia química (un ligando) a la proteína, que produce un cambio conformacional o un cambio de los enlaces químicos de la molécula de la proteína que abre o cierra la compuerta. Uno de los casos más importantes de activación química es el efecto de la acetilcolina sobre el denominado canal de la acetilcolina. La acetilcolina abre la compuerta de este canal, dando lugar a la apertura de un poro de carga negativa de aproximadamente 0,65 nm de diámetro que permite que lo atraviesen moléculas sin carga o iones positivos menores de este diámetro.
A un potencial de voltaje dado, el canal puede permanecer cerrado todo o casi todo el tiempo, mientras que a otro nivel de voltaje puede permanecer abierto todo o la mayor parte del tiempo. A los voltajes intermedios, como se muestra en la figura, las compuertas tienden a abrirse y cerrarse súbitamente de manera intermitente, lo que da un flujo medio de corriente que está en algún punto entre el mínimo y el máximo.
La difusión facilitada también se denomina difusión mediada por un transportador porque una sustancia que se transporta de esta manera difunde a través de la membrana con la ayuda de una proteína transportadora específica para contribuir al transporte.
La carga positiva atrae los iones negativos, mientras que la carga negativa los repele. Por tanto, se produce difusión neta desde la izquierda hacia la derecha.
La presión realmente significa la suma de todas las fuerzas de las diferentes moléculas que chocan contra una unidad de superficie en un momento dado.
«OSMOSIS»
la sustancia más abundante que difunde a través de la membrana celular es el agua. Cada segundo difunde normalmente una cantidad suficiente de agua en ambas direcciones a través de la membrana del eritrocito igual a aproximadamente 100 veces el volumen de la propia célula

PRESION OSMOTICA.
La ósmosis de agua desde la cámara B hacia la cámara A hace que los niveles de las columnas de líquido se separen cada vez más, hasta que finalmente se produzca una diferencia de presión entre los dos lados de la membrana que sea lo suficientemente grande como para oponerse al efecto osmótico. Esta diferencia de presión a través de la membrana en este punto es igual a la presión osmótica de la solución que contiene el soluto no difusible.
La presión osmótica que ejercen las partículas de una solución, ya sean moléculas o iones, está determinada por el número de partículas por unidad de volumen del líquido, no por la masa de las partículas.
Osmolaridad es la concentración osmolar expresada en osmoles por litro de solución en lugar de osmoles por kilogramo de agua.
OSMOLALIDAD.
Para expresar la concentración de una solución en función del número de partículas se utiliza la unidad denominada osmol en lugar de los gramos. Un osmol es el peso molecular-gramo de un soluto osmóticamente activo. Por tanto, 180 g de glucosa, que es el peso molecular-gramos de la glucosa, son equivalentes a un osmol de glucosa porque la glucosa no se disocia en iones.

Los genes están situados en el núcleo de una célula, que controlan la herencia padres e hijos.
Cada gen, que está compuesto por ácido desoxirribonucleico (ADN), controla automáticamente la formación de otro ácido nucleico, el ácido ribonucleico (ARN), que después se dispersa por toda la célula para controlar la formación de una proteína específica. El proceso completo, desde la transcripción del código genético en el núcleo hasta la traducción del código del ARN y la formación de proteínas en el citoplasma celular, se refiere a menudo como expresión génica.

LOS GENES EN EL NUCLEO CELULAR CONTROLAN LA SINTESIS DE LAS PROTEINAS. (BLOQUES BASICOS DEL ADN)

Los compuestos químicos del ADN son:
1) el ácido fosfórico
2) el azúcar desoxirribosa
3) cuatro bases nitrogenadas (dos purínicas, adenina y guanina, y dos pirimidínicas, timina y citosina).

LOS NUCLEOTIDOS SE ORGANIZAN PARA FORMAR DOS HEBRAS DE ADN UNIDAS LAXANTEMENTE ENTRE SI.

1. Cada base purínica de adenina de una hebra siempre se une con una base pirimidínica de timina de la otra.
   2. Cada base purínica de guanina siempre se une con una base pirimidínica de citosina.

CODIGO GENETICO.
Cuando las dos hebras de la molécula de ADN se escinden quedan expuestas las bases purínicas y pirimidínicas proyectándose a un lado de cada hebra de ADN, estás moléculas reflejadas son las que conforman el código genético.
El código genético está formado por tripletes, los tripletes sucesivos controlan en último término la secuencia de aminoácidos en una molécula proteica que la célula debe sintetizar.
EL ARN SE SINTETIZA EN EL NUCLEO A PARTIR DE UNA PLATILLA DE ARN.
Montaje de la cadena de ARN a partir de los nucleótidos activados usando una cadena de ADN como plantilla: proceso de transcripción .

Para crear la molécula de ARN se realiza bajo la influencia de una enzima, la polimerasa de ARN.
Se trata de una gran enzima proteica que tiene muchas propiedades funcionales para la formación de la molécula de ARN, como son:
1. En la cadena de ADN inmediatamente contigua al gen que se transcribirá hay una secuencia de nucleótidos denominada promotor. La polimerasa de ARN tiene una estructura complementaria apropiada que reconoce este promotor y se une a él en un paso esencial para iniciar la formación de la molécula de ARN.
2. La polimerasa de ARN, después de unirse al promotor, provoca el desenrollamiento de dos vueltas de la hélice de ADN, aproximadamente, y la separación de las porciones abiertas de las dos hebras.
3. Después, la polimerasa se desplaza a lo largo de la hebra de ADN, desenrollando y separando temporalmente las dos hebras de ADN en cada etapa de su movimiento. A medida que se desplaza va añadiéndose en cada paso un nucleótido de ARN activado nuevo en el extremo de la cadena de ARN que se va formando, siguiendo los pasos siguientes:
* Primero, provoca la formación de un enlace de hidrógeno entre la base del extremo de la cadena de ADN y la base de un nucleótido de ARN en el nucleoplasma.
*Después, la polimerasa de ARN va rompiendo dos de los tres radicales fosfato, separándolos de cada uno de estos nucleótidos de ARN y liberando grandes cantidades de energía de los enlaces de fosfato de alta energía que va rompiendo; esta energía se usa para crear el enlace covalente del fosfato que queda en el nucleótido con la ribosa en el extremo de la cadena de ARN en crecimiento.
* Cuando la polimerasa de ARN alcanza el extremo del gen de ADN se encuentra con una secuencia nueva de nucleótidos de ADN que se conoce como secuencia terminadora de la cadena, que hace que la polimerasa y la cadena de ARN recién formada se separen de la cadena de ADN. Después, la polimerasa puede usarse una y otra vez para formar más cadenas de ARN.
* A medida que se va formando una cadena de ARN nueva se rompen sus enlaces débiles de hidrógeno que la unen a la plantilla de ADN, porque el ADN tiene una afinidad alta para volver a unirse con su propia cadena complementaria de ADN, es decir, la cadena de ARN se separa del ADN y se libera en el nucleoplasma.
TIPOS DE ARN.

1. ARN mensajero precursor (pre-ARNm), que es un gran ARN de cadena única inmaduro que se procesa en el núcleo para formar ARN mensajero (ARNm) maduro. El pre-ARN incluye dos tipos diferentes de segmentos denominados intrones, que son eliminados por un proceso de corte y empalme (splicing), y exones, que se conservan en el ARNm final.
   Estas moléculas están compuestas por varios cientos a miles de nucleótidos de ARN en cadenas no pareadas y contienen codones que son exactamente complementarios a los tripletes del código de los genes de ADN.
   2. ARN nuclear pequeño (ARNnp), que dirige el corte y empalme de pre-ARNm para formar ARNm.
   3. ARN mensajero (ARNm), que transporta el código genético al citoplasma para controlar el tipo de proteína que se forma.
   4. ARN de transferencia (ARNt), que transporta los aminoácidos activados a los ribosomas para usarlos en el montaje de la molécula proteica.
   El ARNt actúa como vehículo para transportar su tipo específico de aminoácido a los ribosomas, donde se van formando las moléculas proteico
   5. ARN ribosómico, que, junto con 75 proteínas distintas, forma ribosomas, las estructuras físicas y químicas en las que se montan realmente las moléculas proteicas.
   El ribosoma es la estructura física del citoplasma en el que se sintetizan realmente las moléculas proteicas. No obstante, siempre funciona asociado a otros tipos de ARN: el ARNt transporta los aminoácidos al ribosoma para su incorporación en la molécula proteica en desarrollo, mientras que el ARNm proporciona la información necesaria para el secuenciado de aminoácidos en el orden adecuado para cada tipo específico de proteína que se va a fabricar.
   6. MicroARN (ARNmi), que son moléculas de ARN monocatenario de 21 a 23 nucleótidos capaces de regular la transcripción y la traducción génicas.
   Los ARNmi regulan la expresión génica por unión a la región complementaria del ARN y por la promoción de la represión de la traducción o degradación del ARNm antes de que pueda ser traducido por el ribosoma. Según se cree, los ARNmi desempeñan un papel importante en la regulación normal de la función celular, y las alteraciones en la función de los ARNmi se han asociado con enfermedades como el cáncer y las cardiopatías.

El ARNm se desplaza por el ribosoma, se forma una molécula proteica, en un proceso que se conoce como traducción, una molécula sencilla de ARNm puede formar moléculas proteicas en varios ribosomas al mismo tiempo, porque el extremo inicial de la cadena de ARN puede ir atravesando ribosomas sucesivos cuando abandona el primero.

PASOS QUIMICOS PARA LA SINTESIS PROTEICAS.

1. Cada aminoácido se activa en un proceso químico en el que el ATP se combina con el aminoácido para formar un complejo de monofosfato de adenosina con el aminoácido, con lo que se liberan dos enlaces fosfato de alta energía en el proceso.
   2. El aminoácido activado, que tiene un exceso de energía, se combina entonces con su ARNt
   específico para formar un complejo aminoácido-ARNt y, al mismo tiempo, se libera el monofosfato de adenosina.
   3. El ARNt que transporta el complejo del aminoácido entra en contacto a continuación con la molécula del ARNm en el ribosoma, donde el anticodón del ARNt se une temporalmente a su codón específico del ARNm, con lo que se alinea el aminoácido en la secuencia apropiada para formar una molécula proteica.

REGULACION GENETICA.
La regulación genética, o regulación de la expresión génica, cubre todo el proceso, desde la transcripción del código genético en el núcleo hasta la formación de proteínas en el citoplasma.
La regulación de la expresión génica dota a todos los organismos vivos de la capacidad para responder a los cambios en su medio.
. La regulación de la expresión génica puede tener lugar en cualquier punto de las rutas de transcripción, procesamiento de ARN y traducción.

EL SISTEMA GENETICO DEL ADN CONTROLA LA REPRODUCCION CELULAR..
Los genes y sus mecanismos reguladores determinan las características de crecimiento de las células y también si se dividen para formar nuevas células y cuándo.

CICLO VITAL DE LA CELULA.
El ciclo vital de una célula es el período que transcurre desde el inicio de la reproducción celular hasta el inicio de la siguiente reproducción celular, su ciclo vital puede ser de 10-12 h.

FENOMENOS FISICOS Y QUIMICOS DE LA REPRODUCCION CELULAR.

El ADN se replica del mismo modo en que se transcribe el ARN a partir del ADN, excepto por algunas diferencias importantes:
1. Se replican las dos cadenas de ADN de cada cromosoma, y no solo una de ellas.
2. Las dos cadenas completas de la hélice de ADN se replican de extremo a extremo, y no solo algunas porciones como sucede en la transcripción del ARN.
3. Las principales enzimas que participan en la replicación del ADN componen un complejo de muchas enzimas, denominado polimerasa de ADN, que es comparable a la polimerasa de ARN. La polimerasa de ADN se une a la plantilla de una de las cadenas del ADN y la recorre en toda su longitud, mientras que otra enzima, la ADN ligasa, provoca la unión de los nucleótidos sucesivos de ADN entre sí, usando enlaces fosfato de alta energía como fuente de energía para estas uniones.
4. La formación de cada nueva cadena de ADN se produce simultáneamente en cientos de segmentos a lo largo de cada una de las dos cadenas de la hélice hasta que se replica toda la cadena. Después, la ADN ligasa une los extremos de estas subunidades.
5. Cada cadena de ADN recién formada se mantiene unida mediante un enlace débil de hidrógeno a la cadena original de ADN que se usó como plantilla, es decir, las dos hélices de ADN se enrollan unidas.
6. Como las hélices de ADN de cada cromosoma miden aproximadamente 6 cm de longitud y tienen millones de giros helicoidales, sería imposible que las dos hélices de ADN recién formadas se desenrollaran si no hubiera algún mecanismo especial.

CROMOSOMAS Y SU REPLICACION.
Las hélices de ADN del núcleo se enrollan en cromosomas. La célula humana contiene 46 cromosomas dispuestos en 23 pares. Los genes de los dos cromosomas de cada par son idénticos o casi idénticos entre sí en su mayor parte.
La replicación de todos los cromosomas se produce en los minutos siguientes a la finalización de la replicación de las hélices de ADN y las hélices nuevas recogen las moléculas proteicas nuevas a medida que las van necesitando.

MITOSIS CELULAR.
El caso real de la división celular se llama «mitosis».
Uno de los primeros pasos de la mitosis tiene lugar en el citoplasma, al final de la interfase, en torno o en unas pequeñas estructuras denominadas centríolos.
Este movimiento se debe a la polimerización de las proteínas de los microtúbulos que crecen entre los pares respectivos de centríolos y los separan.
El crecimiento se controla a menudo mediante factores de crecimiento que proceden de otras partes del organismo. Algunos de estos factores de crecimiento circulan en sangre, pero otros se originan en los tejidos adyacentes

PROFASE.
Mientras se forma el haz, los cromosomas del núcleo se condensan en cromosomas bien definidos.
PROMETAFASE.
Las puntas de los microtúbulos en crecimiento del áster se fragmentan en la cubierta nuclear. Al mismo tiempo, los múltiples microtúbulos del áster se unen a las cromátidas en los centrómeros, donde las cromátidas pareadas aún están unidas entre sí; a continuación, los túbulos tiran de una cromátida de cada par, alejando cada una hacia el polo celular correspondiente.
METAFASE.
los dos ásteres del aparato mitótico se separan. Este empuje parece suceder porque las puntas de los microtúbulos de ambos, donde se imbrican entre sí para formar el huso mitótico, realmente se empujan mutuamente
ANAFASE.
Las dos cromátidas de cada cromosoma son separadas en el centrómero. Se separan los 46 pares de cromátidas y se forman dos juegos independientes de 46 cromosomas hijos.
TELOFASE.
Los dos juegos de cromosomas hijos se separan completamente. A continuación, el aparato mitótico se disuelve y se desarrolla una nueva membrana nuclear que rodea cada grupo de cromosomas.

LOS TELOMEROS EVITAN DEGRADACION DE CROMOSOMAS.
Un telómero es una región de secuencias de nucleótidos repetitivas situadas en cada extremo de una cromátida.
En el curso de la división celular, una pieza corta de ARN cebador se une a la cadena de ADN para iniciar la replicación.
Cada vez que una célula se divide, una persona media pierde de 30 a 200 pares de bases en los extremos de los telómeros de esa célula.

DIFERENCIACION CELULAR.
Una característica especial del crecimiento y la división celular es la diferenciación celular, que se refiere a los cambios de las propiedades físicas y funcionales de las células a medida que proliferan en el embrión para formar las distintas estructuras y órganos corporales.

APOPTOSIS: MUERTE CELULAR PROGRAMADA.
Cuando las células ya no se necesitan, o cuando se convierten en una amenaza para el organismo, sufren una muerte celular programada suicida, o apoptosis. Este proceso implica una cascada proteolítica específica que hace que la célula se encoja y condense para desmontar su citoesqueleto y alterar su superficie de tal forma que una célula fagocítica cercana, como un macrófago, se pueda unir a la membrana celular y digerir la célula.
Al contrario de la muerte programada, las células que mueren como consecuencia de una lesión aguda se hinchan y estallan debido a la pérdida de la integridad de la membrana celular, un proceso que se denomina necrosis celular. Las células necróticas vierten su contenido haciendo que la inflamación y la lesión se extiendan a las células vecinas.
La apoptosis se inicia mediante la activación de una familia de proteasas que se conocen como caspasas y que se sintetizan y almacenan en la célula en forma de procaspasas inactivas.

CANCER.
El cáncer se debe en la mayoría de los casos a la mutación o a alguna otra activación anormal de los genes celulares que controlan el crecimiento y la mitosis celular. Los protooncogenes son genes normales que codifican diversas proteínas responsables del control de la adhesión celular, el crecimiento y la visión. Si mutan o se activan de forma excesiva, los protooncogenes pueden convertirse en oncogenes con funcionamiento anómalo capaces de provocar cáncer.
Algunas de las células mutadas que se crean mueren, y las que no se mueren se convierten en células cancerosas.
La mayoría de las células mutadas forma proteínas anormales en el interior de los cuerpos celulares como consecuencia de su alteración genética.

La probabilidad de mutaciones aumenta enormemente cuando una persona se expone a determinados factores químicos, físicos o biológicos, como son los siguientes:
1. Es bien sabido que la radiación ionizante, como los rayos X, los rayos g y la radiación de partículas procedentes de sustancias radiactivas, e incluso la luz ultravioleta, predispone al cáncer. Los iones formados en las células tisulares bajo la influencia de este tipo de radiación son muy reactivos y pueden romper las cadenas de ADN, con lo que se provocan muchas mutaciones.
2.Algunas sustancias químicas también tienen una mayor propensión a provocar mutaciones. Hace tiempo se descubrió que hay varios derivados del colorante anilina que pueden provocar cáncer, por lo que los trabajadores de plantas químicas que producen este tipo de sustancias tienen una predisposición especial a desarrollar un cáncer si no usan protección. Las sustancias químicas que provocan la mutación se denominan carcinógenos. Los carcinógenos que actualmente provocan el mayor número de muertes son los contenidos en el humo de los cigarrillos. Estos carcinógenos provocan aproximadamente la cuarta parte de todas las muertes por cáncer.
3. Los irritantes físicos también provocan cáncer, como sucede durante la abrasión continuada del revestimiento del aparato digestivo por algunos alimentos. El daño de los tejidos conduce a una sustitución mitótica rápida de las células. Cuanto más rápida sea la mitosis, mayor será la probabilidad de mutación.
4. En muchas familias hay una importante tendencia hereditaria al cáncer. Esta es consecuencia de que la mayoría de los cánceres requieren no solo una mutación, sino dos o más antes de que aparezca el cáncer. En familias particularmente predispuestas al cáncer se supone que ya han mutado uno o más genes cancerosos en el genoma heredado, por lo que en estas familias tienen que producirse muchas menos mutaciones adicionales antes de que comience a crecer un cáncer.
5. En los estudios realizados en animales de laboratorio se ha demostrado que algunos virus provocan ciertas clases de cáncer, como la leucemia. Este fenómeno se consigue normalmente por una de dos vías: en el caso de los virus de ADN, la cadena de ADN de un virus se inserta a sí misma en uno de los cromosomas y, de esta forma, se provoca una mutación que conduce al cáncer; en el caso de los virus ARN, algunos transportan una enzima denominada transcriptasa inversa que provoca la transcripción del ADN desde el ARN. Este ADN transcrito se inserta en el genoma de la célula animal, con lo que se produce el cáncer.

DIFERENCIA ENTRE UNA CELULA CANCEROSA Y UNA CELULA NORMAL.
Las principales diferencias entre la célula cancerosa y la célula normal son las siguientes:
1. La célula cancerosa no respeta los límites habituales del crecimiento celular, ya que, presumiblemente, no requieren los mismos factores de crecimiento que son necesarios para el crecimiento de las células normales.
2. Las células cancerosas son bastante menos adhesivas entre sí que las células normales, por lo que tienden a dispersarse por los tejidos, entrar al torrente sanguíneo y transportarse por el organismo, donde forman nidos para crecimientos cancerosos nuevos.
3. Algunos cánceres también producen factores angiogénicos que provocan el crecimiento de muchos vasos sanguíneos nuevos dentro del cáncer, por lo que aportan los nutrientes necesarios para el crecimiento celular.

Existen casi 100 billones de celulas que forman una estructura viva, es la parte fundamental de ello.
La célula es compuesta por muchos organelos, dos de los más importantes es el núcleo y el citoplasma que esta separado por una membrana nuclear, mientras el citoplasma está separado ce liquido circundante por una membrana celular también llamada, membrana plasmática.

La sustancia que compone la célula es el protoplasma, que está compuesto por 5 sustancias; agua, electrolitros, proteínas, lipidos e hidratos de carbono.
El agua es el principal medio líquido que lo concentra de 70-85%.
Algunos de los iones celulares más importantes son: el mangnesio, potasio, fosfato, sulfato, bicarbonato y pocas cantidades de sodio, cloruro y calcio.
Todos son importantes productos químicos órganicos de las reacciones celulares que sirven para la transmisión de impulsos electroquímicos del músculo y las fibras musculares.

PROTEINAS.

Las proteínas son la segunda formación más importante de una célula.
Las proteínas estructurales están presentes en la célula principalmente en forma de filamentos largos que son polímeros de muchas moléculas proteicas individuales.
Las proteínas funcionales son un tipo de proteína totalmente diferente, compuesto habitualmente por combinaciones de pocas moléculas en una forma de un tubo, estas proteínas son principalmente las enzimas de la célula y, al contrario de las proteínas fibrilares, a menudo son móviles dentro del líquido celular

LIPIDOS.

Una de otras sustancias que conforman una célula son lipidos.
Lípidos especialmente importantes son los fosfolípidos y el colesterol, estos son principalmente insolubles en agua, se usan para formar las barreras de la membrana celular y de la membrana intracelular que separan los distintos compartimientos celulares .

ESTRUCTURA FISICA DE LA CELULA.

La célula está formada por orgánulos intracelulares, de los organelos más importantes es la MITOCONDRIA, gracias a ella la célula, produce energía para su propia vida.
La membrana celular cubre la célula y es una estructura elástica, fina y flexible que está formada casi totalmente por proteínas y lípidos, con una composición aproximada de un 55% de proteínas, un 25% de fosfolípidos, un 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos y un 3% de hidratos de carbono.
Su estructura básica consiste en una bicapa lipídica, una película fina de doble capa de lípidos, cada una de las cuales contiene una sola molécula de grosor y rodea de forma continua toda la superficie celular. En esta película lipídica se encuentran intercaladas grandes proteínas globulares.
La bicapa lipídica básica está formada por tres tipos principales de lípidos: fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol. Los fosfolípidos son los más abundantes en la membrana celular.

Un extremo de cada molécula de fosfolípido es soluble en agua, es decir, es hidrófilo, mientras que el otro es soluble solo en grasas, es decir, es hidrófobo, el extremo fosfato del fosfolípido es hidrófilo y la porción del ácido graso es hidrófoba.

PROTEINAS DE LA MEMBRANA CELULAR.

Existen dos tipos de proteínas de membrana celular: proteínas integrales que protruyen por toda la membrana y proteínas periféricas que se unen solo a una superficie de la membrana y que no penetran en todo su espesor. Muchas de las proteínas integrales componen canales estructurales (o poros) a través de los cuales las moléculas de agua y las sustancias hidrosolubles, especialmente los iones, pueden difundir entre los líquidos extracelular e intracelular. Estos canales de proteínas también tienen propiedades selectivas que permiten la difusión preferente de algunas sustancias con respecto a las demás. Otras proteínas integrales actúan como proteínas transportadoras de sustancias que, de otro modo, no podrían penetrar en la bicapa lipídica. En ocasiones, estas proteínas transportan incluso sustancias en dirección contraria a sus gradientes electroquímicos de difusión, lo que se conoce como transporte activo. Otras proteínas actúan como enzimas.

GLUCOCALIZ.

La superficie externa de la célula tiene recubrimiento de hidratos de carbono conocido como GLUCOCALIZ.
Las estructuras de hidratos de carbono unidas a la superficie exterior de la célula tienen varias funciones importantes:

1. Muchas de ellas tienen una carga eléctrica negativa que proporciona a la mayoría de las células una carga negativa a toda la superficie que repele a otros objetos cargados negativamente.
2. El glucocáliz de algunas células se une al glucocáliz de otras, con lo que une las células entre sí.
3. Muchos de los hidratos de carbono actúan como componentes del receptor para la unión de hormonas, como la insulina; cuando se unen, esta combinación activa las proteínas internas unidas que, a su vez, activan una cascada de enzimas intracelulares.

CITOPLASMA Y SUS ORGANELOS.

La porción de líquido gelatinoso del citoplasma en el que se dispersan las partículas se denomina citosol y contiene principalmente proteínas, electrólitos y glucosa disuelto.

RETICULO ENDOPLASMICO.

Este orgánulo ayuda a procesar las moléculas formadas por la célula y las transporta a sus destinos específicos dentro o fuera de la célula
En el rugoso se sintetizan proteínas y en el liso lipidos.
Otras funciones significativas del retículo endoplásmico, en especial del retículo liso, son las siguientes: 1. Proporciona las enzimas que controlan la escisión del glucógeno cuando se tiene que usar el glucógeno para energía. 2. Proporciona una gran cantidad de enzimas que son capaces de detoxificar las sustancias, como los fármacos, que podrían dañar la célula. Consigue la detoxificación por coagulación, oxidación, hidrólisis, conjugación con ácido glucurónico y de otras formas.

RIBOSOMAS.

Los ribosomas están formados por una mezcla de ARN y proteínas y su función consiste en sintetizar nuevas moléculas proteicas, parte del retículo endoplasmico liso no contiene ribosomas, este retículo agranular actúa en la síntesis de sustancias lipídicas.

APARATO DE GOLGI.

Este aparato es prominente en las células secretoras, donde se localiza en el lado de la célula a partir del cual se extruirán las sustancias secretoras.
A medida que se forman las sustancias en el retículo endoplásmico, en especial las proteínas, se transportan a través de los túbulos hacia porciones del retículo endoplásmico liso que está más cerca del aparato de Golgi, las vesículas pequeñas de transporte compuestas por pequeñas envolturas de retículo endoplásmico liso se van escindiendo continuamente y difundiendo hasta la capa más profunda del aparato de Golgi. Dentro de estas vesículas se sintetizan proteínas y otros productos del retículo endoplásmico.

LISOSOMAS.

Los lisosomas constituyen el aparato digestivo intracelular que permite que la celula digiera:

1) las estructuras celulares dañadas;
2) las partículas de alimento que ha ingerido
3) las sustancias no deseadas, como las bacterias

MITOCONDRIA.

La mitocondria es la base fundamental para la energía celular.
La estructura básica de la mitocondria está compuesta principalmente por dos membranas de bicapa lipídica-proteínas: una membrana externa y una membrana interna. Los plegamientos múltiples de la membrana interna forman compartimientos o túbulos denominados crestas en los que se unen las enzimas oxidativas. Las crestas proporcionan una gran superficie para que tengan lugar las reacciones químicas. Además, la cavidad interna de la mitocondria está llena con una matriz que contiene grandes cantidades de enzimas disueltas que son necesarias para extraer la energía de los nutrientes. Estas enzimas actúan asociadas a las enzimas oxidativas de las crestas para provocar la oxidación de los nutrientes, formando dióxido de carbono y agua y, al mismo tiempo, liberando la energía. La energía liberada se usa para sintetizar una sustancia de «alta energía» que se denomina trifosfato de adenosina (ATP). El ATP se transporta después fuera de la mitocondria y difunde a través de la célula para liberar su propia energía allá donde sea necesaria para realizar las funciones celulares. Los detalles químicos de la formación de ATP en la mitocondria.
Las sustancias principales a partir de las cuales las células extraen energía son los alimentos, que reaccionan químicamente con el oxígeno: los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. En el cuerpo humano, esencialmente todos los hidratos de carbono se convierten en glucosa en el aparato digestivo y el hígado antes de que alcancen las demás células del organismo. De igual modo, las proteínas se convierten en aminoácidos y las grasas en ácidos grasos.

NUCLEO.

Es el centro de control de la célula, envía mensajes a esta para que crezca y madure, se replique o muera. Brevemente, contiene grandes cantidades de ADN, que comprende los genes, que son los que determinan las características de las proteínas celulares, como las proteínas estructurales, y también las enzimas intracelulares que controlan las actividades citoplásmicas y nucleares.

ENDOCITOSIS, PINOCITOSIS, FAGOCITOSIS.

La mayoría de sustancias atraviesan la membrana celular por difusión y transporte activo. La difusión implica el movimiento simple a través de la membrana, provocado por el movimiento aleatorio de las moléculas de la sustancia; las sustancias se desplazan a través de los poros de la membrana celular o, en el caso de las sustancias liposolubles, a través de la matriz lipídica de la membrana.
La pinocitosis es el único medio por el cual las principales macromoléculas grandes, como la mayoría de las moléculas proteicas, pueden entrar en las células.
La fagocitosis se inicia cuando una partícula, como una bacteria, una célula muerta o un resto de tejido, se une a los receptores de la superficie de los fagocitos.

Reciclado de los organulos celulares: autofagia.

Los lisosomas desempeñan un papel fundamental en el proceso de autofagia, que literalmente significa comerce a uno mismo.
La autofagia es un proceso de limpieza según el cual los orgánulos y los grandes agregados proteicos obsoletos se degradan y se reciclan. Los orgánulos celulares deteriorados son transferidos a lisosomas por estructuras de doble membrana denominadas autofagosomas, que se forman en el citosol.

HOMEOSTASIS.

Se dice que la fisiología es la ciencia que pretende explicar el gran funcionamiento mecánico, químico y físico que son responsables del desarrollo y progresión de la vida.
Existen varios tipos de fisiologías, pero la más importante, es la fisiología humana.
Explica las características, mecanismos y funciones que convierten a un ser vivo, siendo de este ser vivo, la célula, el componente más importante que está formado totalmente por millones de células que componen órganos por medio de uniones intercelulares.
Los órganos hacen un buen funcionamiento junto con el resto, denominado «homeostasis», teniendo un equilibrio de funciones internas, cada órgano tiene un trabajo específico por el cual mantienen un estado balanceado y siendo todos en conjunto un buen mantenimiento de homeostasis.
Varios aparatos y sistemas hacen que esta tenga un buen funcionamiento, siendo uno de ellos el sistema circulatorio mediante el transporte de líquido extracelular. Este transporte se divide mediante dos etapas;
La primera es el movimiento de sangre de los vasos sanguíneos y la segunda es el movimiento de líquido entre los capilares sanguíneos y entre los espacios intercelulares de las células tisulares.
Entre estos procesos se mezclan los líquidos entre si, con gran facilidad, en excepción las proteínas plasmáticas que son demasiado grandes para el transporte rápido.
Los líquidos extracelulares, intersticiales y el plasma se mezclan continuamente que mantienen constantemente una homogeneidad.
Mediante la homeostasis diversos aparatos mantienen su papel específico, como lo es en el caso del aparato digestivo que aparte de absorber nutrientes, también desecha las toxinas que no son necesarias para nuestra nutrición.
Los residuos son expulsados de diferente manera pero son necesarios para no tener excesos de contaminantes;
Los pulmones captan el oxigeno y esto libera dióxido de carbono desde la sangre a los alveolos que por el movimiento respiratorio libera dióxido de carbono a la atmósfera.
Existen varios puntos que se pueden tomar para una buena homeostasis y no solo el expulsar los desechos, una de ellas es la regulación de funciones corporales que mantienen una homeostasis externa e interna en conjunto gracias al trabajo en equipo que realizan varios sistemas en gran armonía.
Cuando hablamos de homeostasis, no sólo nos referimos al «balance interno», también al balance externo, donde entra el aparato locomotor, que ayuda la organismo en su balance exterior teniendo la capacidad de movilidad para conseguir alimento para su nutrición y para la protección en su entorno psicosocial donde también entran funciones del sistema inmunitario y sistema tegumentario, que aparte de ser un regulador de temperatura y excretor de residuos, es una barrera protectora que divide el medio interno con el externo, y le brinda protección al medio interno contra agentes patógenos que quieren dañar su sistema inmune, todo esto esta formado por sistemas de control, donde esta el sistema de retroalimentación negativa y positiva, la negativa cuando hay una estimulación en exceso, la disminuye y la mantiene en su normalidad a diferencia de la retroalimentación positiva, que está produce más estímulo y puede llegar hasta producir la muerte, en excepción si es de un proceso global de la negativa.
El cuerpo funciona todo en armonía total, en caso de que exista un desequilibrio, el mismo puede que vuelva a la normalidad, pero en otros casos puede causar la muerte del ser vivo, la vida de la persona, depende totalmente de su buen funcionamiento.

Hannia de Jesús Ruiz Villatoro, 1-.A
Fisiología I.

Be yourself; Everyone else is already taken.

— Oscar Wilde.

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