Biomoléculas y Procesos Celulares: Funciones y Características Clave

Biología humana, , , ,

Biomoléculas: Funciones Esenciales

Hidratos de Carbono

  • Función principal: Almacenamiento de glucosa como fuente de energía en forma de polisacáridos.

Lípidos

  • Funciones:
    • Almacenamiento de energía.
    • Regulación hormonal.
    • Componentes de vitaminas.
    • Formación de membranas celulares (protección y aislamiento).

Nucleótidos y Ácidos Nucleicos

  • Función principal: Almacenamiento y transmisión de la información genética y energética (ATP).

Transporte Celular: Endocitosis

Endocitosis: Proceso de internalización de sustancias en la célula mediante vesículas.

  • Endocitosis mediada por receptores:
    • Altamente selectiva, captura de ligandos específicos.
    • Pasos:
      1. Unión del ligando al receptor.
      2. Formación de vesículas.
      3. Pérdida de la cubierta de clatrina.
      4. Fusión con el endosoma.
      5. Reciclado de receptores.
      6. Degradación en lisosomas.
  • Fagocitosis:
    • Ingestión de partículas sólidas.
    • Realizada por fagocitos (macrófagos y neutrófilos).
    • Despliegue de pseudópodos al unirse la partícula al receptor.
  • Pinocitosis:
    • Captura de gotas de líquido extracelular.
    • No requiere proteínas receptoras.
    • Fusión de vesículas con lisosomas.
    • Común en células del intestino y riñones.

Ritmos Biológicos

Tipos de Ritmos Biológicos (Según su Duración)

  • Circadianos: 20-28 horas.
  • Ultradianos: Menos de 20 horas.
  • Infradianos: Más de 28 horas.
  • Circanuales o estacionales: Aproximadamente 365 días.

Tipos de Ritmos Biológicos (Según su Frecuencia)

  • Frecuencia alta: Período menor a 30 minutos (respiración, actividad eléctrica cardíaca).
  • Frecuencia media: Período entre 30 minutos y 6 días (ciclo circadiano, ultradiano e infradiano).
  • Frecuencia baja: Período mayor a 6 días (ciclo menstrual).

Neuroglia (Células Gliales)

  • Astrocitos:
    • Forma estrellada, prolongaciones largas.
    • Funciones: Soporte estructural, aislamiento de neuronas, mantenimiento del entorno químico, participación en aprendizaje y memoria.
  • Oligodendrocitos:
    • Más pequeños, menos prolongaciones.
    • Formación y mantenimiento de la vaina de mielina en el SNC.
  • Microglía:
    • Pequeñas, escasas prolongaciones.
    • Funciones fagocíticas: eliminación de residuos y microorganismos.
  • Células ependimarias:
    • Forma cuboide o cilíndrica.
    • Producción y circulación del líquido cefalorraquídeo, parte de la barrera hematoencefálica.
  • Células de Schwann:
    • Rodean axones del SNP.
    • Forman la vaina de mielina, participan en la regeneración axónica.
  • Células satélite:
    • Células aplanadas alrededor de los cuerpos neuronales.
    • Soporte estructural, regulación del intercambio de sustancias.

Mielinización

  • Axones mielinizados: Poseen vaina de mielina.
    • Compuesta por capas de lípidos y proteínas.
    • Aislante eléctrico, aumenta la velocidad de conducción nerviosa.
  • Axones amielínicos: Carecen de vaina de mielina.
  • Células productoras de mielina:
    • Células de Schwann (SNP): Se enrollan varias veces alrededor del axón.
    • Oligodendrocitos (SNC): La mielinización no involucra directamente el cuerpo celular.

Excitabilidad y Neurotransmisores

Fármacos y Neurotoxinas que Afectan la Excitabilidad

  • Procaína y lidocaína:
    • Bloquean el dolor (anestésicos locales).
    • Bloquean la apertura de canales de Na+, impidiendo la propagación del impulso nervioso.
  • Neurotoxinas (Tetrodotoxina del pez globo):
    • Se insertan en los canales de Na+ dependientes de voltaje, bloqueando la transmisión nerviosa.
  • Enfriamiento localizado:
    • Efecto anestésico por reducción de la velocidad de propagación del impulso nervioso.

Clasificación de los Neurotransmisores

  1. Transmisores de acción rápida y molécula pequeña:
    • Respuestas inmediatas.
    • Síntesis en el citoplasma del terminal presináptico.
    • Reciclaje de vesículas.
    • Transmisión de señales sensitivas y motoras.
    • Ejemplos:
      • Acetilcolina (ACh): Excitador (apertura de canales iónicos) o inhibidor (disminución de la frecuencia cardíaca). Inactivada por la acetilcolinesterasa (AChE).
      • Noradrenalina (NA): Activación de receptores excitadores e inhibidores. Importante en el despertar y regulación del estado de ánimo. También actúa como hormona.
      • Dopamina (DA): Respuestas emocionales, comportamientos adictivos, experiencias placenteras, regulación del tono muscular. Inhibitorio. Relacionada con Parkinson y esquizofrenia.
      • Serotonina: Percepción sensorial, regulación de la temperatura, control del estado de ánimo y apetito, inducción del sueño.
      • Glicina: Inhibidor en la médula espinal (vías del dolor), sueño y estado de ánimo.
      • GABA: Inhibidor en médula espinal, cerebelo, ganglios basales y corteza cerebral.
      • Glutamato: Excitativo en vías sensitivas del SNC.
  2. Neuropéptidos (molécula grande, acción lenta):
    • Acciones prolongadas (apertura/cierre de canales iónicos, cambios metabólicos).
    • Constituidos por 3-40 aminoácidos.
    • Acciones inhibitorias y excitatorias.
    • Distribución en SNC y SNP.
    • Formación en el cuerpo celular, transporte en vesículas no reutilizables.
    • Liberación en menor cantidad, mayor potencia.

Eliminación de Neurotransmisores

Proceso esencial para el funcionamiento normal. Mecanismos:

  • Difusión: Alejamiento de la hendidura sináptica, fuera del alcance de los receptores.
  • Degradación enzimática: Inactivación por enzimas específicas.
  • Recaptación celular: Recaptación por las neuronas que los liberaron, reciclaje y almacenamiento.

Receptores Sensoriales

Tipos de Receptores Táctiles

  • Terminaciones nerviosas libres:
    • Detectan tacto y presión.
    • Ubicación: raíces del pelo y debajo de la superficie de la piel.
    • Amielínicas, adaptación variable.
  • Corpúsculos de Meissner (corpúsculos del tacto):
    • Detectan aleteo y golpes suaves.
    • Ubicación: capas superficiales de la piel (sin pelo).
    • Encapsulados, adaptación rápida.
  • Corpúsculos de Pacini (corpúsculos laminares):
    • Detectan vibración y reconocimiento de superficies.
    • Ubicación: capas profundas de la piel (músculos, articulaciones).
    • Encapsulados, adaptación rápida.
  • Corpúsculos de Ruffini (mecanorreceptores cutáneos tipo II):
    • Detectan estiramientos de la piel.
    • Ubicación: capas profundas de la piel (ligamentos, tendones).
    • Terminaciones nerviosas agrandadas, adaptación lenta.
  • Receptores de Merkel (mecanorreceptores tipo I):
    • Detectan presión constante y textura.
    • Ubicación: capas superficiales de la piel (dedos, manos, labios, genitales externos).
    • Terminaciones nerviosas agrandadas, adaptación lenta.
  • Bulbos terminales de Krause:
    • Forma ovoide, terminaciones dendríticas escasas.
    • Ubicación: membranas mucosas.
    • Detectan tacto fino y vibración de baja frecuencia.

Células Gustativas: Papilas y Neurotransmisores

  • Tipos de papilas:
    • Circunvaladas o caliciformes: Grandes, en forma de V, 100-300 botones gustativos.
    • Fungiformes: Forma de hongo, distribuidas por toda la superficie, 5 botones gustativos.
    • Foliadas: Surcos en los bordes de la lengua.
    • Filiformes: Estructuras finas con receptores táctiles, sin botones gustativos.
  • Neurotransmisores en las células gustativas:
    • Serotonina: Liberación dependiente de Ca2+. Modula la actividad del nervio glosofaríngeo y la respuesta de células gustativas. Fármacos como imipramida, Prozac, litio y buspirona pueden alterar el sabor.
    • Catecolaminas: Noradrenalina como neurotransmisor primario. La adrenalina, junto con la estimulación simpática, aumenta la respuesta gustativa.