En células animales, arqueas y micoplasmas es el colesterol.
Insertos en la bicapa, a la que estabilizan.
Glucoesfingolípidos (o glucolípidos; anfipáticos):
Abundantes en el tejido nervioso.
Funcionan como autoantígenos de las células animales, es decir, facilitan que sean reconocidas por otras células, por lo que están en la la cara externa de la bicapa.
Proteínas: holoproteínas, glucoproteínas y lipoproteínas. Funcionan como:
andamio sobre el que se sustenta la membrana (lámina nuclear);
facilitadoras de la formación de vesículas de endocitosis (clatrina);
transportadoras de sustancias (canales de Ca2+, bomba de H+, canales de glucosa...);
formadoras de estructuras de cohesión intercelular;
receptoras de neurotransmisores, hormonas y citoquinas emitidos por otras células;
reconocedoras de antígenos (anticuerpos de los linfocitos B, TCRs de los linfocitos T...);
moléculas que permiten la identificación de la célula a la que pertenecen como propia (autoantígenos del CMH);
etc.
Estructura
Espesor de 7,5 nm.
Estructura unitaria en toda célula y en todo orgánulo membranoso:
Bicapa lipídica de aspecto trilaminar al MET, con:
2 bandas polares externas electrondensas: cabezas de los fosfoglicéridos;
1 banda apolar interna electronclara: ácidos grasos de los fosfoglicéridos, enfrentados.
Otras moléculas integradas en ella o asociadas externamente:
Glucolípidos (anfipáticos) integrados en la bicapa.
Esteroles (anfipáticos) integrados en la bicapa.
Proteínas integrales (anfipáticas): integradas en la bicapa; pueden ser transmembrana o estar integradas solo en una de las 2 capas.
Proteínas perfiféricas (hidrófilas): asociadas a la bicapa por enlaces iónicos lábiles.
Asimétrica:
Glucolípidos y glucoproteínas solo en cara externa.
Proteínas periféricas casi solo en cara interna.
Fluida:
Permite la incorporación y la formación de vesículas membranosas (en endocitosis y en exocitosis).
Movimientos:
Los lípidos se desplazan lateralmente, rotan y se intercambian con otros de la capa opuesta.
Las proteínas se desplazan lateralmente.
Factores que reducen la fluidez y aumentan la estabilidad:
Presencia de esteroles intercalados en la bicapa.
Una temperatura baja.
Fosfoglicéridos con ácidos grasos de cadena larga: con muchas fuerzas de Van der Waals entre ellos.
Fosfoglicéridos con ácidos grasos saturados: sin codos: con muchas fuerzas de Van der Waals entre ellos.
Funciones
Es una barrera semipermeable que regula el paso de buena parte de las sustancias que la célula intercambia con su medio.
Cohesiona y comunica a las células de un tejido.
Ejecuta la citocinesis al final de una división celular.
Produce y mantiene gradientes electroquímicos, cuando son necesarios para la función de la célula.
P.e. mantiene la polaridad normal de la membrana de las neuronas (exterior positivo respecto del interior), la cual se invierte al pasar el impulso nervioso.
Recibe señales que otras células envían mediante citoquinas, hormonas o neurotransmisores. Estos se acoplan a receptores de superficie específicos de cada uno de ellos, tras lo cual se produce una respuesta (contracción, proliferación, diferenciación...).
Permite al sistema inmunitario reconocer a células y moléculas extrañas (antígenos).
Los anticuerpos (glicoproteínas) que los linfocitos B tienen en sus membranas celulares les permiten reconocer a antígenos libres.
Los receptores de antígenos (glicoproteínas) que los linfocitos T tienen en sus membranas celulares les permiten reconocer a antígenos que les son presentados por otros leucocitos.
Permite que la célula sea reconocida por el sistema inmunitario gracias a los autoantígenos de histocompatibilidad o antígenos HLA o antígenos del CMH, que son glicoproteínas de superficie que tienen casi todas las células de cada mamífero (salvo excepciones, como las neuronas). Sirven para presentar a los linfocitos fragmentos de todas las proteínas de la célula para que esta sea identificada...
como célula propia sana;
como célula tumoral, que será eliminada;
como célula infectada por un virus, que será eliminada;
como célula ajena (proveniente de una infección, un injerto o un transplante), que será eliminada;
Transporte Transmembrana
Transporte pasivo: a favor de gradiente → sin consumo de E.
Difusión simple:
A través de la bicapa lipídica: sustancias apolares (hormonas esteroideas, O2, N2, CO2) o polares pequeñas (H2O, etanol).
Difusión facilitada:
A través de proteínas transmembrana: sustancias iónicas (Na+, aminoácidos, proteínas) o polares grandes (glucosa):
Por proteínas de canal = canales iónicos: su apertura es inducida por diferencias de potencial. P.e. los canales de Na+ de las neuronas se abren cuando llega un impulso nervioso, lo que permite el retorno de Na+ a favor de gradiente.
Por proteínas transportadoras = permeasas: su apertura es inducida al unirse a ellas la sustancia a transportar, de la cual son específicas, y que les produce un cambio de conformación. P.e. las permeasas de glucosa de los hepatocitos y de las fibras musculares.
Transporte activo: Consume energía porque hay una sustancia transportada en contra de gradiente.
Directo: se transporta una sustancia en contra de gradiente, con consumo de E, a través de permeasas con actividad ATPasa o acopladas a una ATPasa:
Bomba de H+: bombea H+ hacia el interior de los lisosomas, o hacia la luz del estómago, para crear un ambiente ácido que permita trabajar a las hidrolasas;
Bomba de Ca2+: bombea Ca2+ hacia el interior del retículo sarcoplasmático de las fibras musculares cuando cesa el impulso nervioso, para que los filamentos gruesos se separen de los finos.
Indirecto: el transporte activo directo de una sustancia en contra de gradiente electroquímico facilita el transporte de otra a favor de gradiente:
Los cationes bombeados al exterior de una célula en contra de gradiente retornan por sus canales a favor de gradiente, pero al hacerlo cotransportan a una segunda sustancia (bien un anión por simporte, bien otro catión por antiporte).
La bomba de Na+/K+, que mantiene la polaridad normal de la membrana de las neuronas (exterior positivo respecto del interior), bombea 3 Na+ al exterior contra de gradiente electroquímico, pero al hacerlo 2 K+ son cotransportados al interior de la célula a favor de gradiente (antiporte).
Transporte en masa: con consumo de E; por vesículas de membrana.
Endocitosis. Tipos:
Pinocitosis: de pequeñas sustancias disueltas.
Fagocitosis: de partículas grandes suspendidas. Estas a veces han de unirse a receptores de superficie para ser fagocitadas. Se forma así una vesícula llamada fagosoma, que en el segundo caso está revestida inicialmente por clatrina. Tras ello, el contenido del fagosoma...
Va a ser digerido por lisosomas (microorganismos, macronutrientes) para que los azúcares, aminoácidos, ácidos grasos, etc. resultantes, sean aprovechados por la célula;
Va a ser transportado a través de la célula (p.e.desde la luz del intestino, a través de los enterocitos, hasta los capilares sanguíneos y linfáticos).
Exocitosis. Se liberan sustancias al exterior celular:
Materiales constitutivos de la pared celular, del glicocálix, de la sustancia intercelular, de caparazones...;
Enzimas digestivas: por líquenes, por hongos, por las células de la mucosa gástrica o duodenal...;
Neurotransmisores, hormonas y citoquinas para la interacción con otras células;
Residuos tras una fagocitosis o una autofagia de orgánulos deteriorados.
Diferenciaciones
Microvellosidades:
Para aumentar la superficie de intercambio de sustancias, como en los enterocitos de la mucosa intestinal, donde se absorben a la sangre los nutrientes del quilo.
Para retener fluidos lubricantes, como en los mesotelios (las pleuras, el pericardio y el peritoneo).
Invaginaciones:
Para aumentar la superficie de intercambio de sustancias, como en el túbulo renal de las nefronas, donde se reabsorben a la sangre diversas sustancias desde la orina inicial.
Estereocilios:
En las células de las cámaras del oído interno rellenas de endolinfa: caracol, utrículo, sáculo y 3 canales sermicirculares: transducen vibraciones del medio (endolinfa) en impulsos nerviosos (nervio auditivo).
Uniones intercelulares:
De adherencia o desmosomas: mallas de proteína que permiten la cohesión de las células de un tejido. Entre las células del endotelio vascular y, en general, en todos los epitelios.
Impermeables o herméticas: impiden el paso de sustancias entre 2 células contiguas. Entre los enterocitos o entre las células del endotelio vascular de los capilares cerebrales.
Comunicantes o de tipo "gap": permiten el paso de sustancias entre 2 células contiguas por canales de proteína. En la barrera hematoencefálica entre los astrocitos y las células del endotelio vascular.
Plasmodesmos: permiten el paso de sustancias entre 2 células contiguas por canales de retículo endoplasmático a través de punteaduras de las paredes celulares.