Membrana Celular

La membrana celular funciona como una barrera semipermeable, permitiendo el paso de algunas moléculas y bloqueando la mayoría de los productos químicos orgánicos producidos dentro de la célula. Está compuesta por lípidos, proteínas y glúcidos.

Estructura de la Membrana Celular

• Lípidos: Forman una doble capa, con las proteínas dispuestas de forma irregular y asimétrica entre ellos. La movilidad de los lípidos confiere fluidez a la membrana.
• Fosfolípidos: Son la molécula más común en el modelo de membrana. Tienen una cabeza polar (hidrófila) y dos colas no polares (hidrofóbicas). Los fosfolípidos se alinean cola a cola, formando una región hidrofóbica entre las cabezas hidrofílicas en las superficies interna y externa de la membrana. Esta estructura se denomina bicapa lipídica.
• Colesterol: Se encuentra en las membranas del plasma, con una molécula de colesterol por cada molécula de fosfolípido. Las bacterias no tienen colesterol. La molécula de colesterol se inserta en la membrana con la misma orientación que la molécula de fosfolípido, con su cabeza polar alineada con la cabeza polar del fosfolípido.
• Glicolipidos: Son constituyentes de las membranas y pueden actuar como protectores, aisladores y sitios de unión entre moléculas.
• Proteínas de las membranas: Tienen regiones hidrofóbicas e hidrofílicas, orientadas en las mismas regiones que la bicapa lipídica. Otros tipos de proteínas pueden estar unidos a la superficie citoplasmática por una cadena de ácidos grasos o a la superficie externa de la célula, unidos por un oligosacárido. Estas proteínas se denominan periféricas.

Funciones de la Membrana Celular

• Intercambio de materia
• Reconocimiento celular
• Comunicación celular

Transporte de Oxígeno y Dióxido de Carbono

El oxígeno y el dióxido de carbono se transportan en la sangre como solutos y formando parte de moléculas de otros compuestos químicos.

Transporte de Oxígeno

• Hemoglobina: Está compuesta por cuatro cadenas polipeptídicas, cada una con un grupo hemo que contiene hierro. El oxígeno se une al hierro del grupo hemo.
• Transporte del oxígeno: El oxígeno viaja en la sangre de dos formas: 1) disuelto en el plasma y 2) asociado a la hemoglobina.
• Aumento de la capacidad transportadora: La hemoglobina incrementa la capacidad transportadora de oxígeno de la sangre.

Transporte de Dióxido de Carbono

• Transporte del dióxido de carbono: El dióxido de carbono se transporta en la sangre de tres formas:
• Disuelto en el plasma (10%): Una pequeña cantidad de CO2 se disuelve en el plasma.
• Carbaminohemoglobina (20%): Menos de la cuarta parte del dióxido de carbono sanguíneo se combina con los grupos NH2 de la hemoglobina y otras proteínas.
• Iones bicarbonato (70%): Más de dos terceras partes del dióxido de carbono se transportan en el plasma como iones bicarbonato.

El Corazón como Bomba

El corazón está formado por cuatro estructuras principales:

• Nodo sinoauricular (SA): Inicia el latido cardiaco y marca su ritmo. Las células del marcapasos tienen un ritmo intrínseco.
• Nodo auriculoventricular (AV): Recibe el impulso del nodo SA y lo transmite a los ventrículos.
• Haz de His (AV): Conduce el impulso desde el nodo AV hacia los ventrículos.
• Sistema de Purkinje: Distribuye el impulso por los músculos de los ventrículos, estimulando su contracción.

Sistema de Conducción Cardiaca

Las estructuras del sistema de conducción están más especializadas que el tejido muscular cardiaco ordinario y permiten la rápida conducción de un potencial de acción por el corazón.

Electrocardiograma (ECG)

El electrocardiograma es un registro gráfico de la actividad eléctrica del corazón y de la conducción de los impulsos. Registra los fenómenos eléctricos que preceden a la contracción del corazón.

Ondas del ECG

• Onda P: Despolarización de las aurículas.
• Complejo QRS: Repolarización de las aurículas y despolarización de los ventrículos.
• Onda T: Repolarización de los ventrículos.

El conjunto de las tres ondas del ECG puede ofrecer información sobre la velocidad de conducción del potencial en el órgano cardiaco.

Ciclo Cardiaco

Un latido cardiaco completo está constituido por la contracción (sístole) y la relajación (diástole) de ambas aurículas y ventrículos.

Fases del Ciclo Cardiaco

1. Sístole auricular:
   • La contracción de las aurículas finaliza el vaciamiento de la sangre de las aurículas hacia los ventrículos.
   • Las válvulas auriculoventriculares (AV) están abiertas y las válvulas semilunares cerradas.
   • Los ventrículos están relajados y llenándose de sangre.
   • Este ciclo se inicia con la onda P del ECG.
2. Contracción ventricular:
   • Tiene lugar entre el principio de la sístole ventricular y la apertura de las válvulas semilunares.
   • El volumen ventricular permanece constante, mientras que la presión aumenta rápidamente.
   • El comienzo de la sístole ventricular coincide con la onda R del ECG y con la aparición del primer ruido cardiaco.
3. Eyección:
   • Las válvulas semilunares se abren y la sangre es expulsada del corazón cuando el gradiente de presión en los ventrículos supera la presión arterial en la arteria pulmonar y la aorta.
   • Eyección rápida (fase inicial): Se caracteriza por un aumento de la presión ventricular y aórtico por el flujo de la sangre en la aorta.
   • Eyección disminuida (fase final): Se caracteriza por una disminución brusca del volumen ventricular y coincide con la onda T.
4. Relajación ventricular:
   • Comienzo de la diástole ventricular.
   • Tiene lugar entre el cierre de las válvulas semilunares y la apertura de las válvulas auriculoventriculares.
   • Se observa un espectacular descenso de la presión intraventricular, pero no se producen cambios de volumen.
   • Durante este periodo se oye el segundo ruido cardiaco.
5. Llenado ventricular pasivo:
   • El retorno de la sangre venosa aumenta la presión intraauricular hasta que las válvulas auriculoventriculares se ven forzadas a abrirse y la sangre se precipita en los ventrículos relajados.
   • La entrada dura 0,1 s y produce un aumento en el volumen del ventrículo.
   • Diastasis: Periodo tardío, más largo, de llenado ventricular lento al final de la diástole ventricular y que dura 0,2 s. Se caracteriza por el aumento gradual de la presión y del volumen ventricular.

El Sarcómero

El sarcómero es la unidad contráctil de la fibra muscular. Su función principal es el movimiento, la producción de calor y el mantenimiento de la postura.

Características de las Células Musculares

• Excitabilidad: Capacidad de ser estimuladas.
• Contractilidad: Capacidad de contraerse, responsable del movimiento.
• Extensibilidad: Capacidad de distenderse o extenderse.

Componentes del Sarcómero

• Sarcolema: Membrana plasmática de las fibras musculares.
• Retículo endoplasmático: Red de tubos y sacos que se encuentran en las fibras musculares. Bombea Ca del sarcolema y lo almacena.
• Miofibrillas: Finas fibras agrupadas entre sí en el sarcoplasma.
• Sarcómero:
  • Segmento de miofibrillas entre dos líneas Z.
  • Cada miofibrilla posee varios sarcómeros.
  • Unidad contráctil de la fibra muscular.
• Banda A: Filamentos gruesos (miosina).
• Banda I: Línea Z + extremos de filamentos finos no superpuestos con los gruesos.
• Zona H: Filamentos gruesos no superpuestos con los finos.
• Túbulos T:
  • Se extienden a través del sarcoplasma en ángulo recto con el eje largo de la fibra muscular.
  • Prolongaciones internas del sarcolema.
  • Permiten que los impulsos eléctricos se desplacen por el sarcolema y penetren en la célula.
• Miofilamentos: La fibra muscular contiene un millón o más de miofibrillas. En cada una de ellas hay miles de miofilamentos finos y gruesos, formados por cuatro clases distintas de moléculas proteicas:
  • Gruesos: Miosina.
  • Finos: Actina, tropomiosina y troponina.

La actina y la miosina se atraen químicamente entre sí, pero en reposo no interaccionan.

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