ENTRADA 10: Incorporar la Información Seleccionada a su propia Base de conocimiento

Modelos De Comunicación Celular

La supervivencia de los organismos pluricelulares depende de que las células que los conformen actúen de manera sincronizada en los tejidos y que éstos cumplan las funciones específicas. Los órganos y los sistemas de órganos deben funcionar de una manera muy organizada para poder mantener todas las condiciones  que se adecuen para la vida del individuo.

La comunicación celular se define como un proceso por el cual las células transmiten información para promover o modificar respuestas celulares en otras células. Las respuestas pueden ser: excitatorias ( contracción muscular, inflamación) inhibitorias moduladoras (funciones de aprendizaje y memoria)

Al igual que muchos procesos en el organismo, la comunicación entre las células consta de fases:

-Fase Intercelular: Es la liberación de una sustancia portadora de un mensaje a partir de la célula efectora hasta la llegada de éste al interior de la célula que va a dar respuesta al mensaje.

-Fase Intracelular: Todos los procesos y las sustancias implicadas en la producción de la respuesta celular ( segundos mensajeros, enzimas, proteínas estructurales, genes y otras.)

El mensajero es capaz de disparar una serie de procesos complejos, a veces en cascada que conducen a una respuesta; el proceso de transmisión de señal afecta a una secuencia de reacciones bioquímicas dentro de la célula que se lleva a cabo a través de enzimas unidas a otras sustancias llamadas segundo mensajero. Cada proceso se realiza en intervalos de tiempo muy pequeños, como milisegundos, o en periodos más largos como algunos segundos. Algunos tipos de mensajeros son las Hormonas, los neurotransmisores, las citoquininas que son factores de crecimiento los cuales se encargan de regular la formación de células sanguíneas; también entre los mensajeros encontramos los factores de crecimiento, las moléculas de adhesión y los componentes de la matriz extra celular. 

En muchos procesos de transducción de señales se implican cada vez más en el evento un número creciente de enzimas y sustancias desde el inicio del estímulo. Parte desde la adhesión de un ligando al receptor de membrana, hasta la activación en el receptor, que convierte el estímulo en respuesta. Dentro de la célula, provoca una cadena de pasos ( cascada de señalización o ruta del segundo mensajero ) cuyo resultado es la amplificación de la señal, (una gran respuesta celular).

Los receptores celulares presentan en su estructura dos regiones o dominios funcionales bien diferenciados. Uno de reconocimiento o detección de los estímulos, que presenta una diversidad paralela a la de los estímulos, y otro dominio efector que pertenece a unos pocos tipos fundamentales, por lo que la secuencia de eventos que son capaces de iniciar son limitados. La detección de estímulos y la respuesta a los mismos en todas los seres vivos , depende dentro de las células de las señales de transducción.

Existen distintos receptores en una misma célula. Las células son sensibles en forma simultánea a muchas señales extra celulares. Las señales al actuar en conjunto, pueden sumarse e inducir a respuestas mayores. La presencia de una señal puede modificar las respuestas a otras señales. En ausencia de señales la mayoría de las células están programadas para auto destruirse. Una misma señal puede causar respuestas diferentes según la célula receptora.
Las moléculas señalizadoras son hidrofílicas y no tienen la habilidad de difundirse. Necesitan de un receptor de superficie celular que genera una señal intracelular en la célula diana o célula intermedia. Algunas moléculas señalizadoras hidrofóbicas (hormonas) pueden difundirse  y unirse a receptores intracelulares localizados en el núcleo o en el citoplasma de la célula diana.

Ejemplo De Señalización Celular:

Intervención De Los Polisacáridos En La Comunicación Celular:

Apoyo Bibliográfico

-Daniela Guerrero; Claudia Mejías. "Comunicación Celular: Mensajeros Químicos";  http://biologiaplandiferenciado.blogspot.com/2008/06/comunicacin-celular-mensajeros-qumicos.html

-Silvia Márquez ; Lionel Valenzuela Pérez; Sergio D. Ifrán; Maria Elena Pinto; Gladys Gálvez: "Comunicación Intercelular y Transmisión De Señales" http://www.genomasur.com/lecturas

-http://biolmol.fcien.edu.uy/materiales/clase_senales_1.09.pdf

ENTRADA 9: Identificación de Fuentes de Información para apoyo al Proceso de Enseñanza Aprendizaje

Transporte A Través De La Membrana

Las células ingresan sustancias nutritivas para realizar las diferentes funciones y eliminan las sustancias de desecho o secretan moléculas específicas. Este intercambio se realiza a través de la membrana plasmática y mediante otros mecanismos diferentes.

Lo primero que examinaremos en esta entrada es el paso de las sustancias a través de las membranas las cuales actúan como barrera semipermeable entre la célula y el medio extracelular y como un filtro altamente selectivo que permite la entrada, la salida y la permanencia de ciertas moléculas esenciales. La finalidad es mantener constante el medio intracelular. Todas las membranas biológicas son selectivamente permeables o sea que solo permiten el paso a ciertos tipos de sustancias muy específicas.

Un segundo aspecto importante para tener en cuenta es la difusión, la cual implica el movimiento neto de partículas en favor de un gradiente de concentración (diferencia de concentración de una sustancia de un punto a otro). La velocidad de difusión está en función del tamaño y forma de las moléculas, de sus cargas eléctricas y de la temperatura. Al aumentar la temperatura, las moléculas se mueven con mayor rapidez y aumenta la proporción de difusión.

Transporte Pasivo

 Se trata de un proceso que no requiere energía, pues las moléculas se desplazan espontáneamente a través de la membrana a favor del gradiente de concentración, es decir, desde una zona de concentración de solutos elevada a otra de concentración de solutos más baja. 

Existen varios tipos de transporte pasivo según las partículas que participen.

-Difusión Simple:  Se produce cuando las pequeñas moléculas sin carga atraviesan la membrana por sí solas (caso del agua, dióxido de carbono y hormonas esteroídeas). la célula utiliza la energía almacenada por el gradiente de concentración de una sustancia cuya concentración es mayor en el líquido extracelular que en el intracelular 

-Difusión Facilitada: Es el paso de iones, azúcares, aminoácidos, nucleótidos y muchos metabolitos. Para que esto suceda se necesita de la presencia de proteínas especiales de membrana. 

-Transporte Mediado Por Proteína Transportadora:  El transporte de las moléculas de glucosa en los eritrocitos es un buen ejemplo de difusión facilitada por transportador . Las moléculas que transportan glucosa son glucoproteínas. La proteína transportadora no forma un “hoyo” en la membrana para que la glucosa pase a través de él la glucosa se une de modo específico a una porción de proteína expuesta en la superficie celular externa, y con esto, modifica la conformación de la proteína, de manera que se abre un canal dentro de la proteína misma (o entre varias subunidades de la misma cadena polipeptídica), que permite el paso de la molécula de glucosa para liberarla en el interior de la célula. Según este modelo, una vez que la glucosa se libera en el interior de la célula, la proteína recupera su conformación original y está lista para unirse nuevamente a una molécula de glucosa en la superficie celular.

-Transporte Por Canal: En este tipo de transporte, las proteínas no se unen al soluto sino que forman poros hidrofílicos que atraviesan la bicapa lipídica, que al estar abiertos permiten que determinados solutos (habitualmente iones inorgánicos de tamaño y carga apropiados) puedan pasar a su través y por lo tanto atravesar la membrana).

Transporte Activo

Es un tipo de transporte que ocurre en contra del gradiente de concentración y por lo tanto necesita energía química. Las proteínas transportadoras que intervienen en este tipo de transporte se denominan bombas.

El 30% del ATP producido por las células se destina a estas bombas que ayudan a regular la presión osmótica y las células nerviosas destinan más del 70%. 

Siempre se bombean 3 iones de Sodio y 2 de Potasio, en el caso de la bomba Na+/K+ la cual consta de una proteína específica, localizada en la membrana plasmática, que utiliza ATP para intercambiar iones de sodio del interior de la célula por iones de potasio de su exterior. Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior, con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica

Apoyo Bibliográfico

-Educarchile, El portal de la información "Fichas temáticas/Contenidos estudiante biología/ Transporte Activo y Transporte Pasivo" http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=106055

-Dr. Adam Aguirre Ducler. "Transporte a través de las membranas. UNICYT Enfermería Biología Celular". Junio de 2008 http://www.slideshare.net/guest2235e4/clase-9-transporte-a-traves-de-membranas

-BOOS, W., J.M. LUCHT. (1996): Periplasmic binding protein-dependent ABC transporters. En: “Escherichia coli and Salmonella typhimurium. Cellular and molecular biology”, 2ª edición (F.C. Neidhart, ed.). American Society for Microbiology Press. Washington, D.C., págs. 1175-1223.


-Angel Luis García Villalón, Universidad Autónoma de Madrid.Transporte de Membrana. En "Ciencia y Tecnología de los Alimentos" http://www.uam.es/personal_pdi/medicina/algvilla//cyta/fisiologiacyta3.pdf


-Enrique Láñez, Departamento de Microbiología,Universidad De Granada: "Membrana y Transporte"
http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm

ENTRADA 8: Evaluación de la literatura y sus resultados

Membrana Plasmática

La membrana plasmática define los límites de la célula y asegura la retención de su contenido. Como todas las membranas celulares, la membrana plasmática está formada en su 75% por una doble capa de fosfolípidos, otros lípidos y proteínas y se organiza en dos capas. Cada molécula de fosfolípido consiste en dos "colas" de ácido graso  y una "cabeza" de grupo fosfato, siendo, por tanto, una molécula anfipática.  Las colas son hidrofóbicas y tienden a estar en el interior, formando un núcleo oleoso. Las cabezas hidrofílicas forman las capas exteriores. Esta estructura se forma espontáneamente cuando el agua está presente.  El núcleo oleoso significa que solo los solutos hidrofóbicos pequeños pueden pasar a través de él. Otros iones y moléculas son transportadas a través de la membrana en los canales de proteínas y transportadores. Las membranas de bicapa lipídica son comunes a todas las células vivas.

Los restantes 25% de los lípidos de la membrana están constituidos por moléculas de colesterol que se incluyen entre los fosfolípidos a ambos lados de la membrana. Las moléculas de colesterol confieren una mayor fortaleza a las membranas aunque disminuyen su flexibilidad. Las membranas de las plantas carecen de colesterol.

La capa de fosfolípido es dinámica porque las moléculas de lipidos resbalan de un lado para otro e intercambian su sitio dentro de la misma capa. Igualmente, la bicapa es autosellante: si se perfora con una aguja, al retirar esta el orificio se cierra.

Proteínas de la Membrana

También son anfipáticas con regiones hidrófobas e hidrófilas en su superficie. Se orientan en la membrana de modo que las regiones hidrófobas se localizan hacia el interior, mientras que las regiones hidrófilas se proyectan hacia el medio acuoso en la superficie de la membrana.

Muchas de las proteínas con regiones hidrófilas expuestas hacia el medio externo, presentan unidas cadenas laterales de oligosacáridos (hidratos de carbono corto), por lo que se denominan glicoproteínas. 

Las proteínas presentes en la membrana plasmática desempeñan múltiples funciones. Algunas son enzimas, que realizan reacciones que tienen lugar en la propia membrana. Otras sirven como puntos de anclaje a elementos del citoesqueleto. Otras son proteínas transportadoras, responsables del intercambio de sustancias específicas (generalmente iones y solutos hidrófilos) a través de la membrana.

También entre las proteínas de membrana se encuentran los receptores de señales químicas, que actuando desde el exterior desencadenan respuestas intracelulares específicas. Las proteínas de transporte y los receptores (así como muchas otras proteínas de membrana) son proteínas transmembranales, con regiones hidrófilas asomadas a ambos lados y conectadas por uno o más dominios hidrófobos insertados a la membrana.

Funciones Principales de la Membrana:

1-Definen los límites de la célula y sus orgánulos, creando una discriminación entre el interior y el exterior.

2-Sirven como sitio donde se localizan las proteínas específicas, especialmente enzimas y receptores.

3-Proporcionan y regulan procesos de transporte.

4-Contienen los receptores necesarios para detectar señales externas.

5-Proporcionan mecanismos de contacto, comunicación y adhesión intercelular.

Bibliografía

-Wayne M. Becker, Lewis J. Kleinsmith, Jeff Hardin "El Mundo De La Célula" Cap 7, Membranas: estructura, química y función. Sexta edición. Pearson Education Inc. 

-Medciclopedia: Diccionario Ilustrado de Términos Médicos.  Principios De Farmacología http://www.iqb.es/cbasicas/farma/farma01/sec01/c1_001.htm

Evaluación de Sitios Web

URL #1:  http://www.iqb.es

Validez: Este sitio web ha sido desarrollado por investigadores españoles especializados en el ámbito de la salud, para encontrar la lista completa se puede acceder a la siguiente dirección: http://www.iqb.es/institut/entidades.htm  Se nota que la información aquí contenida es de mucha importancia, abarca temas muy amplios y concernientes a cada una de las especialidades médicas por lo que resultaría ser una fuente de alta confiabilidad.

Pertinencia: La web fue desarrollada por un grupo de investigadores españoles especializados cada uno en diferentes áreas de la salud, entre ellos los doctores Javier García Fernandez, odontólogo y cirujano periodontal. Clínica Gingiv, Dr. Francisco Harrison. Harrison Clinical Research, la Prof. Dra. Paulina Bermejo Benito. Directora del Dpto. de Farmacología. Facultad de Farmacia. Madrid, Dr. Luis Gandía. Departamento de Farmacología. Facultad de Medicina. Madrid.

Confiabilidad: La web hace parte del proyecto WMC (Webs Médicas de Calidad) y cuenta con la certificación HON CODE 09/2010 y cuenta con sello de calidad M21.

Relevancia: Esta página cuenta con artículos de suma utilidad para cualquier persona que se esté formando dentro de las áreas de la salud, incluye revistas, artículos oficiales, textos completos y atlas de medicina y muchas especialidades médicas.

Actualidad o vigencia y referencia de las mismas: Los datos que se suministran aquí, se actualizan constantemente de acuerdo a nuevos descubrimientos y avances científicos, además de esto hay posibilidad de suscribirse para recibir constantemente nuevas actualizaciones de información.

URL #2: http://biologia.laguia2000.com/citologia/la-membrana-plasmtica

Validez: Este artículo cuenta con buena información que se podría considerar importante especialmente para personas que apenas están comenzándose a formar en áreas de la salud, no especifican mucho pero se puede comprobar que lo que allí está escrito es información confiable.

Pertinencia: El artículo se encuentra alojado en un blog de Wordpress, fue escrito por el señor Javier García Calleja el 20 de Junio de 2010.Se puede establecer contacto con los desarrolladores de la web por medio de un mail directamente de la URL, pero no se informa nada más.

Confiabilidad: El artículo  y la información contenida no cuenta con aval de sectores muy influyentes, sin embargo, se supone que es publicado solo bajo unos criterios de veracidad establecidos por los desarrolladores del blog y de autores destacados en temas científicos. 

Relevancia: El sitio y la información que éste contiene son totalmente gratuitos, su texto es claro y  coherente. Sus datos son muy resumidos debido a que no es específicamente un blog científico sino una recopilación de datos con relevancia para aquellos que comienzan a formarse en ciencias de la salud, o si bien, para cualquier persona que solamente quiera leer algún tema de estos y estar informada.

Actualidad o vigencia y referencia de las mismas: El artículo fue escrito hace solo unos cuantos meses por lo cual se evidencia que su información es muy reciente y no precisa de cambios.

ENTRADA 7: El sendero de la Cita

Termodinámica Metabólica

La termodinámica es el estudio del comportamiento de la energía calorífica y las formas en las cuales la energía es transformada en calor. El concepto de termodinámica nos ayuda a comprender por qué los motores nunca son completamente eficientes y por qué no se puede nunca enfriar algo hasta el cero absoluto, una temperatura en la cual las sustancias no tienen ningún tipo de energía calorífica.

Cuando la energía se transforma de una forma a otra, siempre habrá una cantidad que terminará transformándose en calor.

En la termodinámica se nos presentan tres leyes fundamentales:

Primera Ley

La energía puede convertirse de una forma a otra, pero no puede crearse ni destruirse. La energía puede almacenarse en varias formas y luego transformarse en otras.

Segunda ley

La primera ley nos dice que la energía se conserva. Sin embargo, podemos imaginar muchos procesos en que se conserve la energía, pero que realmente no ocurren en la naturaleza. Si se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pensamos que puede ser al revés, se seguiría conservando la energía y se cumpliría la primera ley.
En la naturaleza hay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Para explicar esta falta de reversibilidad se formuló la segunda ley de la termodinamica, que tiene dos enunciados equivalentes:

Enunciado de Kelvin - Planck : Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito y la realización de una cantidad igual de trabajo.

Enunciado de Clausius: Es imposible construir una máquina cíclica cuyo único efecto sea la transferencia continua de energía de un objeto a otro de mayor temperatura sin la entrada de energía por trabajo.

Tercera ley

Dos objetos en equilibrio térmico entre sí están a la misma temperatura y que si tienen temperaturas diferentes, no se encuentran en equilibrio térmico entre sí.

Es el calor que entra desde el "mundo exterior" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas. El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor. Es la temperatura a la cual cesa el movimiento de las partículas. El cero absoluto (0 K) corresponde aproximadamente a la temperatura de - 273,16ºC. Nunca se ha alcanzado tal temperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable.

Metabolismo

Es un conjunto de reacciones químicas que efectúan constantemente las células de los seres vivos con el fin de sintetizar sustancias complejas a partir de otras más simples, o degradar aquellas para obtener estas

Todas las reacciones químicas que tienen lugar en una célula involucran enzimas, grandes moléculas de proteína que desempeñan papeles muy específicos (tal como lo señalamos en la entrada anterior), estas reacciones se ordenan en una serie de pasos, que comúnmente se llama vía; una vía puede tener una docena o más de reacciones o pasos secuenciales. 

El total de las reacciones químicas involucradas en la síntesis se llama anabolismo. Las células también están constantemente involucradas en la ruptura de moléculas de mayor tamaño; estas actividades se conocen colectivamente como catabolismo. El catabolismo cumple con dos propósitos:

-Liberar la energía (ATP) que será usada por el anabolismo y otros trabajos de la célula.

-Suministrar la materia prima que será usada en los procesos anabólicos.

Metabolismo de la glucosa

Mitocondria

Una mitocondria tiene un tamaño comparable al de una bacteria (1μm de anchura y varios μm de largo). La mitocondria está encerrada por dos membranas, denominadas membrana interna y membrana externa. La mayoría de las reacciones químicas implicadas en la oxidación de azúcares y de otros "combustibles" moleculares de la célula, tienen lugar dentro de las mitocondrias . El fin de estos procesos es obtener energía de los alimentos y conservar cuanta sea posible en la forma del compuesto de alta energía adenosina trifosfato (ATP). Es precisamente en la mitocondria, donde la célula almacena la mayoría de las enzimas y metabolitos implicados en procesos celulares tan importantes como el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA),la oxidación oxidación de grasas y la generación del ATP.  La mayoría de los intermediarios implicados en el transporte de electrones desde las moléculas oxidables de los alimentos hasta el oxígeno, están localizados dentro o en la superficie de las crestas, que son repliegues de la membrana mitocondrial interna.

El número y localización de las mitocondrias en una célula está en relación con su papel en dicha célula. Los tejidos con requerimientos elevados de ATP como fuente de energía, están bien dotados de mitocondrias, que se localizan, precisamente, en los lugares donde las necesidades energéticas son mayores. 

Bibliografía

Fisicanet  Metabolismo, Leyes de la termodinámica

http://www.fisicanet.com.ar/biologia/metabolismo/ap07_leyes_de_la_termodinamica.php

Sitios de Física Y Matemáticas. 

-Termodinámica

http://www.jfinternational.com/mf/termodinamica.html 

-Tercera ley de Termodinámica y Ley Cero de Termodinámica

http://www.jfinternational.com/mf/tercera-ley-termodinamica.html

A. Lehninger, D, Nelson y M. Cox. "Principios de bioquímica". Editorial Omega, 2000.

Helena Curtis , N. Sue Barnes. "Biología". Sexta edición en español.

Wayne M. Becker, Lewis J. Kleinsmith, Jeff Hardin "El Mundo De La Célula" Sexta edición. Pearson Education Inc.

Opinión Personal

He considerado importantes las anteriores referencias bibliográficas debido a su amplio contenido con respecto a la información que cada una de ellas representa. Además porque si bien, he tomado información de algunos artículo también citados, he visto que la información de las referencias tiene veracidad y validez y tienen un aporte educativo bastante significativo.