Resumenes de Curso 2022, Apuntes de Humanidades y Ciencias Sociales

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FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 1 Moléculas y Células Humanas Lo indispensable Marco Díaz Santisteban Marco Díaz Santisteban Fundamentos Celulares para el Médico Residente USAMedic FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 2 C o n t e n i d o • Bombas y Canales Iónicos • Mensajeros Químicos y Receptores • Transportadores y Enzimas • Proteínas Inmunes • Moléculas de Adhesión Celular Átomos y Cuerpo Humano 3 Este Material Educativo ha sido elaborado para entrenar a los Médicos Postulantes a la Especialización Médica Proteínas de la membrana Plasmática Organelas Órganos, Aparatos y Sistemas Tejidos • Mitocondria y Fuerza Celular • ADN, Ribosomas y Proteínas • Lisosomas y Peroxisomas • Ciroesqueleto Átomos y Cuerpo Humano FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 5 La normalidad de nuestras ideas, movimientos, función visceral y glandular, expresan fenómenos de Despolarización, Repolarización e Hiperpolarización en nuestras células siempre que sus Bombas de Sodio y Canales Iónicos operen correctamente La Neurona -generación de Impulsos Nerviosos y su transmisión a sus Células Contacto liberando Neurotransmisores- es el modelo para hablar de la DRH, pero estos fenómenos eléctricos son requisito para la función de toda célula. La liberación de Neurotransmisores requiere el ingreso de Ca++ - - - - - - - + +++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Ion = átomo o molécula con carga eléctrica. Catión: Na+, K+, Ca++, H+. Anión: Cl-, HCO3- - - - - - - - - + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - -- + + + + + + + + + + + + Cerrados, carga intracelular (-). Neurotransmisor en el extremo del axón: Neurona Polarizada (reposo) Receptor no ocupado por , cerrados, carga intracelular(-): Célula Efectora o Contacto, en reposo Abiertos, carga intracelular (+), Neurotransmisor liberado a la Sinapsis: Neurona Despolarizada (activa) Si en es Excitatorio: abiertos, CICl- cerrado , carga intracelular (+), Célula Efectora activa; si es Inhibitorio: CI Cl- abierto ( cerrados), carga intracelular mas (-), Célula Efectora Hiperpolarizada (inhibida) que también ocurre al abrirse y dejar salir K+- El Na+ es constantemente devuelto al Extra por la Bomba de Sodio . Esta Repolarización permite nuevas Despolarizaciones Como todo Ion es osmótico (atrae agua), el agua ingresa y sale creando corrientes, necesarias para la función celular Na Na Ca Cl Na N a N a N a N a Na Na Na Na Na Na N a Na Na N a Ca CaCa Ca Ca Ca Ca C a C a Cl Cl Cl Cl N N N N NR R R + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - --- Acción Inhibición Na K K Toda célula funciona y vive si su Bomba de Sodio* cuenta con el ATP necesario para - pese al abundante Na+ Extracelular- expulsar el Na+ que le ingresa por Canales de Sodio Energía ATP * ATPasa Na+/K+ Activada (como también se le conoce): Hidrolizando al ATP para liberar de él la Energía que le permita bombear Na+ al Extra (contra el GCNa+) Canal de Na+ abierto permitiendo el ingreso de Na+ de donde abunda a donde escasea (a favor del Gradiente de Concentración de Na+ GCNa+) Todas las células Célula Parietal ATP Energía Luz Gástrica La Bomba de Protones o ATPasa H+/K+ Activada, bombea Protones (H+ o Ácidos) a la luz gástrica. Es así como el estómago produce el Ácido Clorhídrico de nuestro Jugo Gástrico Extracelular α ααββ β FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 6 Gracias a la veloz y secuencial apertura de los Canales de Na+ en Neuronas y Células del Tejido de Conducción Cardiaco, es que la Despolarización viaja en estas, y a gran velocidad Las Células del Miocardio se contraen si el Ca++ ingresa a ellas mediante Canales de Ca++ que se abren cada vez que la Despolarización que viaja en las Células del Tejido de Conducción Cardiaco, las alcanza Una Célula Muscular Esquelética o Lisa se contrae si el Ca++ ingresa en ella por Canales de Ca++ que se abren cada vez que su Neurona, se despolariza y libera el Neurotransmisor Acetilcolina Sinapsis: Axón - Célula Muscular Acetilcolina (neurotransmisor) Canal de Calcio Receptor de Acetilcolina (Colinérgico) Los Calcioantagonistas bloquean los Canales de Ca++ del Miocardio y Músculo Liso Arteriolar, su relajación reduce la Presión Arterial Ciertos Anticonvulsivantes bloquean los Canales de Na+ y Ca++ de las Neuronas Cerebrales de un Epiléptico, su atenuación, reduce las Crisis Convulsivas Sinapsis: Tejido de Conducción - Célula Miocárdica Calcio Mensajeros Químicos y Receptores FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 7 El ADN ordena la elaboración de Mensajeros Químicos que llegados a Células Diana y unidos a Receptores que el ADN de estas ordenan, ⇧ o ⇩ sus funciones si respectivamente son, Excitatorios o Inhibitorios Los Mensajeros Químicos Proteicos (Citoquinas, Insulina, Glucagón, Angiotensina, Endorfinas, Factores de Crecimiento) y Aminas (Aceticolina, Noradrenalina, Adrenalina, Dopamina, Serotonina, GABA), tienen Receptores en la Membrana Plasmática; los Mensajero Químicos Lipídicos (Eicosanoides, Testosterona, Estrógenos, Progesterona, Corticosteroides, Vitamina D), los tienen en el Intracelular Célula Emisora Célula Receptora o Diana ADN ADN Mensajero Químico: Neurotransmisor si lo libera una Neurona, Hormona si lo hace una Glándula Endocrina a la sangre, Neurohormona si una Neurona lo pone en sangre, Citoquina si es proteína liberada por Macrófagos, Linfocitos y Neuronas; o Eicosanoide si es lípido liberado por Macrófagos, Neutrófilos, Mastocitos Hay Fármacos de estructura similar al MQ que “engañan” al Receptor. Uno Agonista imita en forma y función al MQ; uno Antagonista, sólo en forma para ocupar el Receptor e impedirle actuar Al enlace MQ-Receptor en MC le sigue: Apertura de un Canal Iónico, Activación de una Enzima o Activación de la Proteína G y sus Segundos Mensajeros; la unión MQ-Receptor en el Núcleo, induce al ADN ordenar la síntesis de Proteínas que modificación la función como respuesta al mensaje de la Célula Emisora MQ Proteico o Lipídico MQ Proteico o Lipídico MQ Proteico Proteínas R ec ep to r (p ro te ín a ) Transportadores y Enzimas FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 10 Es gracias a las Moléculas de Adhesión Celular* que las Células de un Tejido están lo suficiente unidas como para comunicarse entre los cambios del Extra y del Intracelular Los textos son una adaptación del Atlas de Histología Vegetal y Animal. Depto. de Biología Funcional y Ciencias de la Salud. Facultad de Biología. Universidad de Vigo España. Actualizado: 17- 01-2020. 11:46 * Cadherinas, Ocludinas, Claudinas, Selectinas y Tipo Inmunoglobulina unen Células. Integrinas unen la Actina y Queratina del Citoesqueleto a Proteínas Extracelulares Célula 2Célula 1 Célula 3 Luz o Superficie Externa Matriz Extracelular ProteoglicanoFibtonectina Laminina Unión Estrecha Sella Espacio Intercelular Desmosoma Une las Queratinas de ambas Ocludinas y Claudinas Desmogleinas y Desmocolinas Unión Adherente Une las Actinas de ambas Adhesión Focal Une Actina a Proteínas Extracelulares Hemidesmosoma Une Queratina a Proteínas Extracelulares Integrinas Integrinas Cito Esqueleto Diapédecis Extravasación de LeucocitosSelectinas Estos 6 tipos de Uniones Intercelulares explican además del fluido diálogo entre células contiguas, la no destrucción de nuestras superficies en constante fricción El que los Leucocitos Circulantes abandonen el Torrente Sanguíneo sin ser arrastrados, es por las Selectinas que les permiten adherirse al endotelio y extravasarse para ejecutar en el Extracelular sus Roles Inmunoinflamatorios Unión Gap Permite intercambio molecular Organelas FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 11 Los Organelas trabajan bajo el mando del ADN Nuclear el que informado de sucesos intra o extracelulares, ordena la elaboración de Proteínas que les modifica la función para que la Célula responda como un todo y convenientemente Los diálogos bidireccionales entre el Núcleo y estos Orgánulos, son lo suficientemente precisos como para que un académico -en base a la lógica que la Ciencia enarbola- de margen a la posibilidad de que la impecable armonía de la Vida Microscópica, sea la consecuencia de un proceso azaroso Mitocondria y Fuerza Celular FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 12 La Energía que en la Célula lo mueve todo, se libera cuando los enlaces entre los Fosfatos del Adenosín Tri Fosfato -el mayor producto de la enigmática Mitocondria- se rompen OH OH OH OH O OH RibosaRibosa PP P P P P Adenina Adenina 7,7 Kcal/mol • Síntesis de ADN, ARN, Proteínas • Transporte Transmembrana de Proteínas y Lípidos y Iones Contra Gradientes de Concentración • Transmisión de Señales Intra y Extracelulares • Montaje del Citoesqueleto • Movimiento Flagelar y Cromosómico • Despolarización Neuronal y Contracción Muscular Glucosa ATP ADP OH OH O H3C Piruvato Oxidación de Piruvato Ciclo de Krebs Fosforilación Oxidativa Glucólisis Un RL -molécula con ≥ 1 electrón ganado- se estabiliza si sustrae electrones del ADN y Membranas (Reacción Redox). Esto cesa si un Antioxidante se los cede: la Superoxidodismutasa neutraliza al mayor (Anión Superóxido) En su Cámara Interna, Glucosa, Glicerol, Ácidos Grasos y Aminoácidos se vuelven ATP, H2O, CO2 y Radicales Libres (RL) Posee ADN, ARN y Ribosomas lo que le concede el elaborar sus Enzimas de modo oportuno y reproducirse a sí misma Se hace cargo en general de: Producir el ATP Promover la Apoptosis y Almacenar el Calcio ADN, Ribosoma y Proteínas FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 15 Lisosomas y Peroxisomas Por su contenido de Enzimas Hidrolíticas y funciones, el Lisosoma -surgido del Aparato de Golgi- es el Aparato Digestivo de la Célula El Peroxisoma -salido del REL y Mitocondrias- tiene a cargo las Reacciones de Oxidación y eliminación del H2O2 Funciones 1. Eliminan o reciclan Restos Celulares, 2. Digieren Moléculas Intra y Extracelulares, 3. Destruyen Virus y Bacterias, 4. Autogafia si una célula dañada no es reparable, 5. Integran Información Nutricional: en el hambre inducen a la célula a formar más Lisosomas para mover las reservas grasas y generar ATP pH 5 Proteína Transportadora Enzimas Lipasas que digieren lípidos; Glucosidasas, carbohidratos; Proteasas, proteínas; Nucleasas, ácidos nucleicos Membrana Oxidación Lípidos Eicosanoides, Colesterol, Ácidos Grasos, en toda célula Detoxificación del Alcohol En el Hepatocito su Catalasa y Peroxidasa descomponen el 25% del Alcohol que le llega Oxidación de Aminoácidos En toda célula > 50 Enzimas De sus Enzimas mas conocidas, la Peroxidasa oxida moléculas con el poder oxidante del H2O2, la Catalasa convierte H2O2 en H2O y O2. Viajan en la célula mediante los microtúbulos del citoesqueleto y pueden incorporar proteínas del REG. Algunas de sus funciones metabólicas son metabolismo de lípidos y protección de las células contra la oxidación. Producción Fisiológica de Radicales Libre En toda célula Metabolismo de Sales Biliares En el Hepatocito Función Antioxidante En toda célula FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 16 Citoesqueleto El Citoesqueleto se hace cargo de dar forma y movimiento a las células, de permitir el tránsito de moléculas y estructuras dentro de la célula, de unir células contiguas y de establecer continuidad entre el Citoplasma y el Extracelular Microtúbulos Surgidos de los Centrosomas y constituidos por Tubulinas: 1. Forman el Huso Mitótico que asegura el igualitario reparto de Cromosomas entre las Célula Hijas. 2. Constituyen los Cilios y Flagelos de ciertas células. 3. Son vías por las que se desplazan proteínas y organelas dentro de la célula Lo conforman Filamentos de Actina, Filamentos Intermedios y Microtúbulos Filamentos Intermedios 1. Permiten que las células bajo permanente estrés mecánico, como Neuronas, Células Epiteliales y Células Musculares- resistan la deformación y recuperen su forma original. 2. Forman junto a las Cadherinas, las Uniones Celulares llamadas Desmosomas Filamentos de Actina Permiten el movimiento de las células y en la Célula Muscular, la contracción FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 17 Tejidos Salvo el Nervioso los otros Tejidos Básicos tienen tipos con funciones subespecializadas FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 20 Tejido Conectivo Conjunto de Tejidos en los que el Colágeno, Elastina, Fibrilina, Fibras Reticulares, Glucosaminoglucanos y Proteoglicanos separan a los Fibroblastos y Miofibroblastos fijos que los producen como a los libres Macrófagos, Mastocitos, Células Plasmáticas, Leucocitos y Adipocitos Elastina / Fibrilina Colágeno Neurona Fibra Reticular Sustancia Fundamental Linfocito Neutrófilo Célula Plasmática Adipocito Capilar FibroblastoMastocito Macrófago: Monocito extravasado. Fagocita y produce Citoquinas y Prostaglandinas Inflamatorias Mastocito: Libera Histamina, Heparina y Leucotrienos Célula Plasmática: Ex linfocito B. Produce Inmunoglobulinas Fibroblasto: Produce Colágeno, Elastina y Glucosaminoglicanos. Activo en la Cicatrización Tejido Adiposo Tejido Cartilaginoso Tejido Óseo Tejido Sanguíneo Tejido Epitelial Conjunto de Células muy unidas entre sí. Es Epitelio de Revestimiento si recubre superficies externas o internas y Glandular, si elabora sustancias: Endocrino si vierte hormonas a la sangre y Exocrino si segrega sustancias en conductos que van al exterior Glándula Exocrina Glándula Endocrina Epitelio de Revestimiento Epitelio Glandular FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 21 Órganos, Aparatos y Sistemas Aparato Respiratorio Sistema de tubos ramificados que llevan Oxígeno a los Alveolos Pulmonares para que accediendo a la sangre tenga chance de llegar a cada Mitocondria periférica y con su presencia, esta genere el vital ATP. El CO2 que se forma en la Mitocondria hace el camino inverso O2 CO2 O2 CO2 La Hematosis -paso del CO2 del capilar al saco alveolar y el de O2 del saco al capilar- que causa Descarboxilación y Oxigenación de la sangre, ocurre por diferencia de presión (Difusión Pasiva) Neumocito I Forma Epitelio Plano Simple. Ocupan 95% de la superficie alveolar. Hacen la Hematosis. Neumocito II Célula Cúbicas. Ocupa el 5%. Produce y degrada Surfactante Pulmonar (Fosfatidilcolina + Fosfatidilglicerol + Proteínas) que forman película sobre el epitelio y ⇩ Tensión Superficial. Fibroblasto y Mastocito: en septos interalveolares. Macrófago en estos y en la luz alveolar. Fagocitan Antígenos. FUNDAMENTOS CELULARES Pag. 22 Aparato Cardiovascular Sistema cerrado de tubos llamados Vasos Sanguíneos que salidos del Ventrículo Izquierdo llevan O2 y todo lo absorbido que el Hepatocito permitió circular a todos los tejidos. La delgadez de pared de los Capilares Periféricos permite la extravasación de O2, Glucosa, Ácidos Grasos, Aminoácidos y otras Moléculas pequeñas que tras sortear el Extracelular, ingresan a cada célula para ser usados con diferentes propósitos. La longitud total de los Capilares es 100.000 km Las Moléculas atraviesan los Capilares por Transportadores Celulares que usan ATP, Difusión por diferencia de gradiente de concentración a veces mediante Canales y Filtración referida sobre todo al agua Las incesantes e imperceptibles Contracciones Cardiacas son gobernadas por Neuronas Autónomas Simpáticas y Parasimpáticas cuyos centros yacen en el SNC Aparato Digestivo Tubo que proyecta el exterior en nosotros, al que introducimos Polímeros Alimentarios para que las Enzimas Hidrolíticas de sus Glándulas Anexas los vuelvan Monómeros, único modo para que acceden a la sangre y a todos los tejidos Lo Alimentos que no se digiere y no se absorben son, en el Intestino Distal y Colon, convertidos por la Microbiota, en Gas y Sustancias Pro Diarreicas Hormonas y Neuronas controlan la digestión. Hormonas: las células epiteliales gástricas e intestinales liberan hormonas que estimulan o inhiben la secreción de enzimas digestivas y que llegan al SNC para inducirnos a comer o dejar de hacerlo. Neuronas: desde el tubo digestivo se proyectan al SNC y de este a él, así, el ver u oler comida hace que el SNC envíe estímulos a las Glándulas Salivales y Gástricas como preludio a la comida. La distensión del Tubo Digestivo por los alimentos activa las neuronas de su Sistema Nervioso Entérico que liberan Neurotransmisores para acelerar o retrasar la peritalsis y la producción de enzimas El Enterocito sólo absorbe monómeros