La Membrana Celular: Estructura y Funciones

Las **membranas celulares** están formadas por **lípidos** y otras moléculas que permiten el paso de ciertas sustancias a través de ellas.

La **membrana plasmática** envuelve la célula y es el límite que la separa del medio externo. Es permeable porque permite intercambiar material o información con el medio, siendo fundamental para la recepción de estímulos y la comunicación entre células.

Modelo del Mosaico Fluido

El modelo para explicar la estructura de la membrana es el **modelo del mosaico fluido**, compuesto por:

• **Doble capa de fosfolípidos**: con proteínas y glúcidos (o hidratos de carbono) incrustados. Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica.
• Los componentes pueden desplazarse, lo que le da a la membrana su característica **fluidez**.

De acuerdo a su ubicación, las proteínas se clasifican en:

• **Integrales**: si atraviesan la bicapa lipídica.
• **Periféricas**: si se encuentran en una de las dos capas.

La membrana es **dinámica**, es decir, tanto las proteínas como los lípidos pueden girar, rotar e incluso trasladarse horizontalmente.

El **colesterol**, un lípido de membrana, le da estabilidad y disminuye su fluidez.

Los **glúcidos** pueden estar solos o unidos a proteínas (**glucoproteínas**). También se unen a lípidos, formando **glucolípidos**, y tienen función de protección y reconocimiento de señales.

Funciones de la Membrana Celular

Las funciones principales de la membrana son:

• Reconocimiento de células entre sí.
• Unión de las células al medio extracelular o a otras células.
• Comunicación entre células.
• Transmisión de información.
• Transporte de sustancias.

La membrana es **semipermeable**, permitiendo la entrada y salida selectiva de sustancias.

Transporte a través de la Membrana

• **Transporte pasivo**: la sustancia se traslada desde un lugar donde está en mayor concentración hacia donde disminuye su concentración, **sin gasto de energía**.
  • **Difusión simple**: a través de la bicapa lipídica.
  • **Difusión facilitada**: a través de proteínas transportadoras con un poro central (**proteínas canal**).
• **Transporte activo**: requiere energía. Las sustancias se mueven desde donde hay menor concentración hacia donde hay mayor concentración, **con gasto de energía**.
• **Endocitosis**: invaginación de una parte de la membrana que luego se estrangula y forma una vesícula intracelular.
• **Exocitosis**: proceso por el que una vesícula intracelular se fusiona con la membrana plasmática y libera su contenido.

Receptores de Señales

Las células captan señales térmicas, eléctricas, gravitatorias, químicas, etc., a través de **receptores**, como glucolípidos y glucoproteínas que atraviesan la bicapa lipídica. Estos receptores tienen diferentes regiones:

• **Dominio extracelular**: ubicado en el lado externo de la célula, recibe y reconoce la señal.
• **Parte central**: ancla el receptor a la membrana.
• **Dominio intracelular**: ubicado en la parte inferior de la célula, se activa cuando el receptor reconoce la señal.

Cuando la señal se une al dominio extracelular, se produce una serie de cambios que pueden llevar a la división celular.

Las moléculas hidrofílicas no pueden pasar por la membrana, y la unión de la señal al receptor sigue el **modelo de llave-cerradura**, donde cada receptor está activado por un tipo específico de molécula. La especificidad del receptor se relaciona con el hecho de que los receptores se encuentran solo en algunas células, llamadas **células diana** o **células blanco**.

Proceso de Transducción de Señales

• **Recepción**: unión de la señal con un receptor extracelular o intracelular presente en una célula diana.
• **Traducción**: la señal extracelular se traduce en otro tipo de señal intracelular que la célula puede captar.
• **Respuesta**: puede ser variada, como la producción de sustancias, la división, el crecimiento, la emisión de luz o la formación de paredes protectoras.

Hay varias moléculas involucradas, llamadas **primer mensajero** o **segundo mensajero** según el orden en que se activan sucesivamente dentro de la célula.

Este proceso se conoce como **señalización celular** y se realiza en lugares precisos, en el momento apropiado y en coordinación con el resto de la célula.

Tipos de Señales y Respuestas Celulares

• **Secreción**: las células diana, al ser estimuladas por una señal, pueden producir y liberar sustancias como hormonas, que son empaquetadas por el aparato de Golgi.
• **Contracción**: las células diana se contraen, disminuyendo su longitud.
• **Desplazamiento**: los organismos unicelulares y ciertas células libres pueden desplazarse activamente en respuesta a diversas señales.
• **División, diferenciación y apoptosis**: el ciclo celular, el proceso de crecimiento y la diferenciación de la célula son respuestas a determinadas señales con complejos mecanismos de control, que suelen traducirse en cambios metabólicos tendientes a desactivar la maquinaria celular.

Mecanismos de Comunicación entre Células

• **Célula señal o emisora de señales**: produce moléculas señal que, al unirse al receptor de la célula diana, desencadenan la traducción y la respuesta.
• **Molécula señal o mensajero químico**: puede ser una proteína que, según el caso, viaja por el medio extracelular recorriendo distancias de distinta magnitud.
• **Célula diana o receptora**: recibe e identifica la molécula señal a través de sus receptores de membrana y ejecuta la respuesta.

Algunos tipos de comunicación requieren que las células estén muy próximas entre sí, mientras que otros ocurren aunque las células estén alejadas físicamente.

• **Comunicación paracrina**: la célula señal segrega el mensaje químico al espacio intercelular, permitiendo que el mensajero químico se traslade desde la célula señal hasta las células diana próximas, las cuales captan la señal de inmediato a través de sus receptores de membrana.
• **Comunicación sináptica**: las neuronas producen impulsos eléctricos que desencadenan la liberación de sustancias llamadas neurotransmisores, que son señales que se liberan al espacio intercelular, lo atraviesan y llegan a la célula diana. Un ejemplo de neurotransmisor es la serotonina, que se relaciona con el humor y la disminución de la agresividad.
• **Comunicación endocrina**: algunas células producen y liberan un tipo especial de sustancias químicas llamadas hormonas. En los animales, las hormonas viajan por el torrente sanguíneo. Ejemplos de hormonas con acción endocrina son la insulina, que favorece la incorporación de la glucosa que se encuentra en la sangre hacia el interior de las células, y la adrenalina, que participa en la respuesta de huida.

Comunicación por Uniones entre Células

• **Uniones estrechas**: se encuentran en la parte superior de las células de los tejidos, como en el tejido muscular del corazón, y no dejan espacio intercelular entre las membranas.
• **Uniones en hendidura**: se trata de poros en la membrana rodeados por proteínas, los cuales forman canales por los que se comunican los citoplasmas de células adyacentes, permitiendo el intercambio de sustancias entre células. A estas uniones también se les llama **plasmodesmos**.
• **Desmosomas**: en los tejidos que forman algunos órganos sometidos a intensos estiramientos, se trata de remaches de proteínas, es decir, piezas que sujetan las membranas plasmáticas de células contiguas por varios puntos.