Célula

La historia de la biología celular ha estado ligada al desarrollo tecnológico que pudiera sustentar su estudio. De este modo, el primer acercamiento a su morfología se inicia con la popularización del microscopios rudimentarios de lentes compuestas en el siglo XVII, se suplementa con diversas técnicas histológicas para microscopía óptica en los siglos XIX y XX y alcanza un mayor nivel resolutivo mediante los estudios de microscopía electrónica, de fluorescencia y confocal, entre otros, ya en el siglo XX. El desarrollo de herramientas moleculares, basadas en el manejo de ácidos nucleicos y enzimas permitieron un análisis más exhaustivo a lo largo del siglo XX

Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.1 De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células muchos mayores.



Nombre: Membrana plasmática

Ubicacion: En el exterior de la célula.

Caracteristica funcional: Formada por una bicapa lipídica en la que están englobadas ciertas proteínas.

- Composición: lípidos (40%), proteínas (50%) y glúcidos (10%). Controla el contenido químico de la célula.

2.- Citoplasma Entre el núcleo celular y la membrana plasmática.

- Ocupa el medio líquido, o citosol, y el morfoplasma (orgánulos celulares).

Partes:

* Ectoplasma: región externa gelatinosa, esta próxima a la membrana e implicada en el movimiento celular.

* Endoplasma: se localizan la mayoría de organelas y es la parte interna más fluida.
Conserva en flotación a los orgánulos celulares y ayuda en sus movimientos.

2.1.- Retículo Endoplasmático
En la comunicación con la envoltura nuclear y se extiende por todo el citoplasma de la célula.

- Tiene un único espacio interno denominado lumen.

- Formado por cisterna, vesículas y túbulos torcidos.

Síntesis de proteínas, metabolismo de lípidos y algunos esteroides y transporte intracelular.

a) R.E.Rugoso

Entre la membrana nuclear y el R.E. Liso.
- Tiene ribosomas anclados a la membrana.
- Se comunica con la membrana nuclear y con el retículo endoplásmático liso.


Sintetiza las proteínas que forman parte de la membrana plasmática, aparato de Golgi, lisosomas y del propio retículo.


b) R.E. Liso

En la comunicación del R.E.R. y se limita con la membrana plasmática - Carece de ribosomas.

- Formado por una red de túbulos unidos al RER, que se extiende por todo el citoplasma.

- Sintetiza todos los lípidos constituyentes de las membranas: colesterol, fosfolípidos, glucolípidos, etc.

2.2.- Ribosomas:

Ubicadas en el citosol, pero también se pueden ubicar adheridas en el R.E.R.

- Composición: dos complejos grande de ARN y proteína.

- Elabora proteínas de la información leída del ARN en el proceso de traslación.

2.3.- Mitocondrias:

- Se encuentran flotando en el citoplasma de todas las células eucariotas.

- Fuente de energía de las células, esta energía es recogida de las biomoléculas (azúcares y grasas).

- Rodeadas con una membrana doble a igual que el núcleo.

- Convierte nuestra comida en energía y nos la da en forma de ATP.

2.4.- Lisosomas:

Dispersos en el citoplasma.

- Vesículas que provienen del aparato de Golgi.
- Rodeada por una membrana, es de forma esférica.

Digiere las sustancias que lleguen a su interior.

2.4.- Aparato de Golgi:

Entre la membrana celular y la membrana externa del retículo endoplasmático rugoso.

- Formado por uno o varios dictiosomas ( agrupación paralela de cuatro a ocho
cisternas membranosas).

Transporte, maduración, acumulación y secreción de proteínas procedentes del R.E.

2.5.- Centriolos:

En la base de los cilios y flagelos (prolongaciones celulares adaptadas para el movimiento).

- Formado por nueve pares de filamentos periféricos y dos centrales.

- Al comenzar la división celular, cada centriolo se rodea de fibras dispuestas radialmente (aster).

Realiza la organización del huso mitótico, que va permitir la repartición del material genético (cromosomas) a cada célula hija.

2.6.- Vacuolas


a) De C. Vegetal:
Entre la pared externa del retículo endoplasmático y entre la membrana celular.


- Solo hay una en la c. vegetal.
- Es variable de tamaño.
- Esta rodeada por una membrana, repleta de agua y nutrientes (proteínas, azúcares, sales, etc.)


- Acumulación de reservas y productos tóxicos.
- Crecimiento de las células por presión de turgencia


b) De C. Animal:

Dispersas en el citoplasma.

- Vesículas de diámetros variados y limitan con una unidad de membranas.

- No tienen un gran tamaño.

- Su función es de encargarse de eliminar el exceso de agua.

3.- Núcleo: Tiende a estar ubicado en una posición central en el citoplasma.

- Organización más característica de las células eucariotas.
- Esta rodeada de una cubierta propia, que es la envoltura nuclear.
- Controla las actividades celulares.
- Protege al material genético y permite que las funciones de transcripción y traducción se produzcan libremente en el espacio y tiempo

3.1.- Envoltura Nuclear:

- Se encuentra cubriendo el núcleo
- Doble membrana llena de poros

- Regula en intercambio de sustancias con el citoplasma


3.2.- Núcleo plasma:

Entre la envoltura nuclear y el nucléolo.
Es una sustancia semilíquida.
Mantiene suspendidos los cromosomas y el nucléolo.

3.3.- Cromatina:
Están rodeando al nucleolo.

- Forma que toma el material hereditario durante la interfase del ciclo celular

- Consiste en ADN asociado a proteínas.

3.4.- Nucléolo: Ubicado dentro del núcleo.

- Cuerpo esférico.

- Puede existir varios nucleolos en un mismo núcleo depende del tipo de célula

Almacenador de A.R.N.

Umbral anaeróbico o umbral de lactato

El lactato es una sustancia resultante del metabolismo de la glucosa (de su consumo), que está continuamente produciéndose en el organismo, tanto en reposo como durante el ejercicio. Su característica principal para nosotros es que es ácida. Su eliminación necesita oxígeno.

Mientras hay suficiente oxígeno disponible (como en reposo), el lactato va siendo metabolizado a medida que se produce y su concentración se mantiene estable en el organismo.

Cuando hacemos ejercicio, se consume mucho más glucosa y, por tanto, se produce más lactato. Esto lo compensa el organismo obteniendo más oxígeno para las células: aumenta la frecuencia y profundidad de las respiraciones y se acelera el ritmo cardíaco. De esta manera se mantiene estable el lactato.

Si el ejercicio sobrepasa la capacidad del organismo para aportar el suficiente oxígeno para metabolizar el lactato, éste comienza a acumularse en la sangre. El momento exacto en que ésto comienza se llama "umbral de lactato", tolerancia al lactato (un término médicamente inexacto) o, en inglés "anaerobic threshold" o "lactate threshold". Esto se traduce como umbral anaeróbico o umbral de lactato (anaeróbico, porque a partir de este momento el exceso de lactato habrá de metabolizarse sin "aire" por una vía mucho más lenta).

El acúmulo del lactato, una sustancia ácida, obliga al organismo, entre otras cosas, a respirar más deprisa, quizá sobrepasando nuestra capacidad, y empeora rapidamente la capacidad de los músculos para contraerse, con lo que el rendimiento del deportista cae en pocos minutos.

Lo que importa para nosotros de todo ésto, es que está ampliamente demostrado que el entrenamiento (endurance training, le llaman los ingleses) modifica el umbral anaeróbico, desplazándolo hacia un mayor porcentaje de consumo de oxígeno máximo, es decir, hablando en cristiano, es como si no se necesitara tanto oxígeno para la misma cantidad de lactato.

Para conocer nuestro umbral de lactato exactamente, hay que realizar una prueba bastante complicada (estudio metabólico) que normalmente no está a nuestro alcance. No obstante, los pulsómetros suelen traer unas tablas en las que, según nuestra edad, frecuencia cardíaca y otros datos, nos hace posible hacernos una idea, que normalmente se expresa en un porcentaje de nuestra frecuencia cardíaca submáxima (220-edad).

La manera más cómoda de aumentar el umbral anaérobico, sin disponer de datos, es realizar tandas de esfuerzos (sprint por ejemplo) por encima de la frecuencia cardíaca que nos hace entrar en el umbral anaeróbico, durante tiempos progresivamente crecientes, aunque siempre cortos.

CONSUMO MAXIMO DE DE OXÍGENO

Cuando se realiza ejercicio físico cambian rápidamente las necesidades energéticas y por tanto metabólicas y se produce la adaptación corporal en un tiempo más o menos rápido, dependiendo de la intensidad del esfuerzo y del estado funcional del sujeto. Es el sistema de trasporte de oxigeno (O2) el encargado de satisfacer esas demandas energéticas. El VO2 es expresión directa de las necesidades metabólicas del organismo en un momento dado y el mejor determinante del nivel metabólico alcanzado en un esfuerzo.

El VO2máx. es un parámetro que nos indica la máxima capacidad de trabajo físico de un individuo y nos valora de forma global el estado del sistema de trasporte de O2 desde la atmósfera hasta su utilización en el músculo, integrando el funcionamiento del aparato respiratorio, cardiovascular y metabolismo energético. El consumo de O2 (VO2) va a depender de factores centrales (corazón y pulmones) y de factores periféricos como la diferencia arterio-venoso de O2 (dif (a-v) O2), la cual depende a su vez de factores que condiciona el contenido de O2 en la sangre arterial (ventilación, difusión, trasporte de O2 desde los pulmones hasta la células) y en la sangre venosa (extracción de O2 por los tejidos). Por lo tanto el VO2 es el producto del gasto cardiaco (producto de la frecuencia cardiaca por el volumen latido) por la dif(a-v)O2.

La medida del Consumo Máximo de Oxigeno (VO2 max.) es pues un excelente criterio de aptitud a los ejercicios de larga duración (aerobios). Su determinación exige la realización de un ejercicio de intensidad elevada y la utilización de materiales especializados Ciclo ergómetro y Tapiz ó Cinta de Esfuerzo, Analizador computarizado de gases, Electrocardiógrafo, Esfingomanómetro para medición de presión arterial… Los resultados se expresan en litros de oxígeno consumidos por minuto ó relativizados al peso en mililitros por Kgs. Así para cada deporte, han sido establecidos los consumos de oxígenos realizados tanto por los campeones mundiales como por los niveles intermedios. Por otra parte, los deportistas y sus entrenadores efectúan una demanda cada vez superior de este tipo de dados, lo cual les permite conocer sus posibilidades, aptitudes y estado general.

EL DEPORTISTA podrá ver su evolución en el transcurso del tiempo.Hay que tener en cuenta que un consumo de oxígeno elevado, permite entrenamientos de más intensidad y una mejor recuperación post-ejercicio, pudiendo intervenir indirectamente en la calidad de las marcas, aún en las de corta duración.Durante las pruebas se realiza un Electrocardiograma de esfuerzo y asimismo se determina la presión arterial durante el esfuerzo. Se controlan informáticamente las constantes del rendimiento energético. Ello se realiza a través de un analizador de gases K4B2 y un ordenador analizando y valorando hasta cerca de 50 parámetros cardiorrespiratorios y metabólicos, eliminándose posibles situaciones patológicas durante la prueba, que son totalmente comparables al desarrollo del deporte practicado.

El VO2máx. es un parámetro reproducible y su determinación se realiza de una forma fiable y precisa mediante una prueba de esfuerzo incremental con sistema de análisis del intercambio de gases respiratorios y de la ventilación pulmonar. Conforme la intensidad es mayor, el organismo responde con un mayor gasto energético, hasta una intensidad de ejercicio en que a pesar de aumentar la carga, el VO2 no aumenta más. Existen múltiples factores que influyen en la obtención del VO2máx. como la edad, el nivel de condición física, el protocolo utilizado y la motivación del paciente.

El VO2máx. es variable entre individuos, y depende de múltiples factores como la herencia, la edad, el sexo, el peso y el grado de entrenamiento. La genética es un determinante importante de la condición aeróbica pudiendo condicionar hasta el 60% del VO2máx.

LOS TRES SISTEMAS ENERGÉTICOS

Son tres sistemas de energía distintos que proveen a los músculos con la energía para
mantener o repetir el esfuerzo intenso:

• El sistema energético anaeróbico aláctico no requiere oxígeno, utiliza la energía
almacenada en la célula como combustible, no produce ácido láctico y es la
principal fuente de energía para la actividad que dura hasta 10 segundos con
máxima intensidad

• El sistema energético anaeróbico láctico no requiere oxígeno, utiliza
carbohidratos como combustible, produce ácido láctico y es la fuente principal de
energía para actividades que duran entre 11 segundos y 2 minutos con una
intensidad cercana a la máxima.

• El sistema energético aeróbico necesita oxígeno, utiliza grasas y carbohidratos
como combustible, no produce ácido láctico y es la fuente principal de energía
para actividades que duran más de 2 minutos con una intensidad media o baja.

Hay dos tiempos de trabajo que marcan el paso de un sistema de energía a otro:

• 10 segundos. Durante los 10 primeros segundos de actividad, el sistema
anaeróbico aláctico provee la mayor cantidad de energía requerida; después de 10
segundos el sistema anaeróbico láctico llega a ser el mayor proveedor de energía.

• 2 minutos. Después de los primeros 10 segundos de actividad y hasta los 2
minutos de actividad, el sistema anaeróbico láctico provee la mayoría de energía;
después de 2 minutos, el sistema aeróbico es la fuente principal que suministra
energía.

FUENTES ENERGETICAS ANAEROBICAS ALACTICAS

El ATP y la fosfocreatina son fuentes energéticas anaeróbicas. La enérgica derivada de la degradación de la fosfocreatina se utiliza para formar ADP y Pi ( fosfato inorgánico) que producirá ATP. Estas dos fuentes de energía se consideran anaeróbicas alacticas, es decir son reacciones que ocurren en ausencia de oxigeno.

Cuando el trabajo físico se realiza con un máximo de intensidad y es de corta duración (hasta 10 seg.) la resintesis de ATP se lleva a cabo con la propia desintegración de ATP y con la fosfocreatina, que también es almacenada en los músculos.

El ATP debe ser sintetizado continuamente pues no hay un depósito apreciable de esta sustancia en el musculo. Esta fuente de energía apenas dura 2º 3 seg. Así, los movimientos bastante rápidos, cuya duración no supera este intervalo de tiempo, son los que principalmente utilizan esa fuente de energía. Un salto en baloncesto, un remate en futbol, y un levantamiento de pesas son actividades físicas que recurren a dicha fuente de energía. La primera vía energética que se pone en funcionamiento para mantener estables los niveles musculares de ATP es la fosfocreatina.

Los depósitos de fosfocreatina en el musculo también son limitados, por lo que esta fuente de energía permite realizar esfuerzos que pueden durar 10-15 segundos.

OXIDACION DE PROTEINAS

OXIDACION DE PROTEINAS: DETERMINACION DE GRUPOS CARBONILO.
El metabolismo origina daños celulares. Oxidantes derivados del metabolismo normal daña el DNA, proteínas y lípidos. Estos daños parecen los principales responsables del envejecimiento y de algunas enfermedades como el cáncer, enfermedades cardiovasculares, cataratas, etc. Muchos de los daños oxidativos los producen especies reactivas de oxígeno, como el anión superóxido (O2-), el peróxido de oxígeno (H2O2) yel radical hidroxilo( OH). El radical hidroxilo es el radical libre mas reactivo y, generalmente se produce como consecuencia de una reacción de Fenton, en la que el H2O2 reacciona con hierro libre presente en el medio. Que es la oxidacion de proteinas

Un.la oxidacion es un proceso muy complejo por q sus componebtes los aminoacidos conntienen nitrógeno el cual no puede ser oxidado.las proteinas ápenas contribuyen en la produccion de enrgia salvo en situaciones extremas en las q los otros sustratos energeticos se encuentran agotado por ejm en el caso de las persnonas q se encuentran a regimen de alimentacion muy hipocaloricos o q hacen huelga de hanbre consecuencias fisiologicas de la oxidacion de las proteinas por carbohilacion en diversos sistemas bioloogicos.

resumen
el metabolismo celular aerobico,al utilizar dioxigeno como ultimo aceptar de electrones en la cadena respiratoria causa inevitablemente la produccion
de especies reactivas del oxigeno (eros) q oxidan cualquier macromolecula a su alcance de lipidos y proteínas .la investigacion de los mecansmos de oxidacion de proteinas se ha intensifeicado en los ultimos 20 años devido a la creciente evidencia que ha
correlacionado procesos como el envejecimiento y diversas patologias humanas con el aumento de la oxidacion proteica .las proteinas sufren varios tipos de oxidacion una de ellas la formacion de grupos c arbonilo ha sido utilizado metabolicamnete para evaluar el daño de gravedad en diferentes sistemas biologicos

Metabolismo de lípidos

Metabolismo de lípidos
Los ácidos grasos (AG) son los componentes principales de los lípidos complejos (triacilgliceroles,fosfolípidos).
Los triacilgliceroles son la forma más importante de almacenamiento de energía en los animales. Este tipo de almacenamiento presenta sus ventajas, al oxidarse el C de los AG producen más ATP que cualquier otra forma de C, además, los lípidos están menos hidratados que los polisacáridos, por lo que ocupan menos espacio. Los AG se incorporan a las membranas celulares. Elprincipal órgano de interconversión y metabolismo de lípidos es el hígado.
Biosíntesis de ácidos grasos
El hígado, el tejido adiposo y la glándula mamaria son los sitios más importantes de biosíntesis de AG.
La actividad del tejido adiposo predomina en el rumiante. Los principales sustratos para la síntesis deAG son el acetil-CoA y el NADPH, éstos se generan en la glucólisis, el ciclo de las pentosas y el ciclode Krebs.
El enzima citrato sintasa convierte al acetil CoA y al OAA en citrato y de esta manera logracruzar la membrana mitocondrial para salir al citoplasma; el citrato es retransformado en acetil CoA yOAA en el citosol por el enzima ATP-citrato liasa.
El oxalato se convierte en malato para regresar a lamitocondria e incorporarse al ciclo de Krebs. El enzima málica descarboxila al malato en piruvato quepuede ser transportado a la mitocondria. Este enzima en el citosol genera NADPH, necesario para lasíntesis de AG.
Los enzimas para la síntesis de AG están organizados en un complejo multienzimático en losanimales.
El complejo es llamado ácido graso sintasa que además incluye la proteína transportadora de acilos (PTA o ACP). Sólo hay una reacción en la síntesis de AG que no ocurre en el complejo, ésta es la formación de malonil-CoA a partir de acetil-CoA la cual es catalizada por la acetil-CoA carboxilasa.
El complejo ácido grasa sintasa cataliza: la unión entre el acetil-CoA y malonil-CoA, una reacción de condensación, reacciones de reducción, de continuación, de elongación, desaturación. La síntesis de AG produce principalmente ácido palmítico, que será el sustrato para producir una variedad de AG.
En los rumiantes, el acetato es la fuente más importante para la síntesis de AG. Los enzimas ATPcitrato liasa y málica no funcionan. Por esta razón los rumiantes recurren al ciclo de las pentosas, a laoxidación de isocitrato a α-cetoglutarato en el citosol y la desviación isocitrato-oxaloacetato en la mitocondria, para conseguir equivalentes reductores (NAPDH).
La primera reacción limitante de la síntesis de AG es la síntesis de malonil-CoA. El enzima acetil-CoA carboxilasa es estimulado por elevadas concentraciones de citrato y altas concentraciones de ATP.
Por el contrario es controlada por mecanismos de fosforilación y desfosforilación. El enzima fosforilado es menos activo. La insulina promueve la desfosforilación y el glucagon la fosforilación.

Oxidación de los ácidos grasos
Cuando el aporte de energía de la dieta es insuficiente, el animal responde con la señal hormonal, que se transmite al tejido adiposo por medio de la liberación de adrenalina, glucagon u otras hormonas.
Éstas se unen a la membrana de la célula adiposa y estimulan la síntesis del quien activará a una proteína quinasa que fosforila y activa a la triglicérido lipasa. Los triglicéridos se hidrolizan a diglicéridos, liberando un ácido graso del carbono 1 ó 3 del glicerol. Los diglicéridos y los monoglicéridos son hidrolizados rápidamente para producir ácidos grasos y glicerol.
El ácido graso no esterificado sale a la sangre y se une a la albúmina para ser transportado a otros tejidos, y el glicerol será utilizado por el hígado para la producción de glucosa.
Los AG se oxidan en el carbono β, de ahí el nombre de β-oxidación y se degradan a ácido acético y un ácido graso con dos carbonos menos:
La β-oxidación inicia con una reacción de deshidrogenación (acil-CoA deshidrogenasa), utilizando a FAD como coenzima. El producto de esta reacción es un enoil-CoA y . El enoil-Coa es hidratado por la enoil-CoA hidrasa, se produce un hidroxiacil-CoA. El grupo hidroxilo de este compuesto es oxidado por y la hidroxiacil-CoA deshidrogenasa, se produce β-cetoacil-CoA y NADH. El último paso es catalizado por una tiolasa, produciendo acetil-CoA y un acil-CoA, con dos carbonos menos que el sustrato inicial.
Estos pasos se repiten hasta que en la última secuencia de reacciones el butiril-CoA es degradado a dos acetil-CoA.
En los rumiantes, la oxidación de AG de cadena impar puede representar tanto como el 25% de sus requerimientos de energía. La oxidación de un AG de 17 carbonos daría por resultado 7 acetil-CoA y un propionil-CoA. El propionil-CoA es también un producto de la degradación de valina e isoleucina.
El propionil-CoA es convertido en succinil-CoA y será utilizado en el ciclo de Krebs