ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Cada célula se limita por una membrana celular que actúa para:

- Conservar la integridad estructural de la célula.
- Controlar los movimientos de sustancias hacia el interior y el exterior de la célula (permeabilidad selectiva).
- Regular interacciones entre las células.
- Reconocer, mediante receptores, antígenos y células extrañas, así como células alteradas.
- Actuar como una interfaz entre el citoplasma y el medio externo.
- Establecer sistemas de transporte para moléculas específicas.
- Transferir señales físicas o químicas extracelulares a fenómenos intracelulares.

Las membranas celulares no son visibles con el microscopio óptico. En microfotografías electrónicas, el plasmalema tiene alrededor de 7,5 nm de grosor y aparece como una estructura trilaminar de dos líneas densas y delgadas, con un área lúcida intermedia.

Bicapa lipídica

El  modelo estructural de la membrana se denomina modelo de mosaico fluido, ya que el ordenamiento molecular de la membrana se asemeja a un mar de lípidos que está en constante movimiento y contiene un mosaico de diferentes proteínas.
Podemos distinguir dos tipos de proteínas; algunas de ellas flotan libremente como si fuera un iceberg, mientras que otras están fijas como las embarcaciones de un puerto. Las proteínas de la membrana llevan a cabo varias funciones.

Estructura de la membrana plasmática

La membrana plasmática está constituida por dos capas formadas por tres tipos de moléculas: fosfolípidos, colesterol y glucolípidos.

Los fosfolípidos comprenden alrededor del 75% de la membrana plasmática; luego le sigue el colesterol que representa un 20% de los componentes de la membrana y un 5% corresponde a los glucolípidos.

La disposición en bicapa se produce porque los fosfolípidos son moléculas anfipáticas(tiene partes polares y apolares).  La cabeza(fosfato), el segmento polar del fosfolípido es hidrofílica. Los segmentos apolares están formados por dos colas de ácidos grasos, que son el segmento hidrófobico.  Por lo tanto las cabezas hidrofílicas se ubican hacia el exterior de la bicapa, enfrentando el medio acuoso (citosol y líquido intercelular) y las colas hidrofobas hacia el interior.

Estructura del fosfolípido

Las moléculas de colesterol son débilmente anfipáticas y se disponen entre los lípidos en ambas capas de la membrana. Mientras que los glucolípidos aparecen solo en la capa de la membrana que está en contacto con el líquido extracelular, una de las razones por las que las capas de la membrana son asimétricas (diferentes) entre ellas.

Proteínas de la membrana

Las proteínas de la membrana se clasifican en integrales y periféricas.
Las proteínas integrales están contenidas en la bicapa lipídica, extendiéndose entre las colas de ácidos grasos. La mayor parte de las proteínas integrales son proteínas transmembrana(atraviesan completamente la bicapa y sobresalen en ambos lados), como los lípidos de la membrana, las proteínas también son anfipáticas; sus regiones hidrofilas sobresalen hacia el líquido extracelular o el citosol y las hidrofobas se ubican entre las colas de ácidos grasos.

Las proteínas periféricas están laxamente unidas a las cabezas de los fosfolípidos o con proteínas integrales.
Muchas proteínas periféricas son glucoproteínas (proteínas que contienen un carbohidrato), orientadas hacia el líquido extracelular. Los hidratos de carbono que conforman las glucoproteínas y los hidratos de carbono de los glucolípidos conforman el glucocáliz, nombre que se le da a una cubierta extensa, que les permite a las células el reconocimiento entre sí, impide que las células sean digeridas por las enzimas del líquido extracelular y permite que se adhieran unas a otras en algunos tejidos.

Funciones de la membrana plasmática

Las diferencias existentes entre las membranas de diferentes tipos de células están determinadas fundamentalmente por  las proteínas que en ella se encuentran.

 Algunas proteínas integrales forman canales iónicos(orificios, poros) a través de los cuales pueden fluir algunos iones específicos(ej. potasio). Casi todos los canales iónicos son selectivos.

 Otras actúan como transportadores; los mismos llevan una sustancia polar o ion desde un lado de la membrana a otro.

Los receptores actúan como sitio de reconocimiento celular. Cada tipo de receptor reconoce y se une a un tipo específico de molécula(ligando).

Algunas proteínas integrales son enzimas que catalizan reacciones químicas específicas en ambas superficies de la membrana.

Proteínas de fijación actúan uniendo entre sí a las proteínas presentes en la membrana de las células vecinas o bien con los filamentos proteicos que se encuentran dentro y fuera de la célula.

Las proteínas periféricas también sirven como enzimas y como proteínas de fijación.


Las proteínas periféricas también ayudan a sostener a la membrana plasmática, fijan las proteínas integrales y participan en algunas actividades mecánicas como en transporte de sustancias y orgánulos dentro de la célula, el cambio de forma celular y la adhesión entre sí.




Glucocáliz

Esta cubierta se compone de cadenas de carbohidratos unidas de manera covalente a proteínas transmembranales, moléculas de fosfolípidos, o ambas, de la capa externa de la bicapa.
Son variables su intensidad y grosor, pero pueden ser tan gruesas como 50 nm en algunas vainas epiteliales, como las regiones de recubrimiento del sistema digestivo.
La función más importante del glucocáliz es proteger a la célula de la interacción con proteínas inapropiadas y lesiones químicas y físicas. Otras funciones de la cubierta celular incluyen el reconocimiento y adherencia de célula con célula, como ocurre entre células endoteliales y neutrófilos, en la coagulación de la sangre y en reacciones inflamatorias.

Microfotografía electrónica