Biología (08) · Unidad 3 — Metabolismo y membrana
Receptores, comunicación y diferenciaciones de la membrana
Las células se hablan con moléculas señal. Una señal que no puede cruzar la membrana se une a un receptor de la superficie; una que sí la cruza (como las hormonas esteroides) busca su receptor adentro. La superficie además reconoce (el glucocáliz), trabaja (enzimas como la lactasa) y se modifica según la función: las microvellosidades del intestino multiplican el área para absorber.
La explicación
El problema: cómo se entera una célula
Comiste y te subió el azúcar en la sangre. Al rato tus células musculares y del hígado empiezan a guardar glucosa. ¿Cómo se enteraron? El páncreas largó insulina a la sangre, la insulina llegó hasta esas células y se unió a algo en su superficie. Ese «algo» es un receptor.
Un receptor es una proteína que reconoce una molécula señal determinada, se une a ella (como una llave a su cerradura) y, al unirse, cambia de forma y desencadena una respuesta dentro de la célula. Una célula responde a una señal sólo si tiene el receptor: por eso la misma hormona, en la misma sangre, afecta a unas células y a otras no.
Dónde está el receptor: depende de la señal
Señales lipofílicas (las hormonas esteroides como el cortisol, el estradiol y la testosterona, que derivan del colesterol, y las hormonas tiroideas): llegan al interior de la célula (los esteroides, por difusión simple a través de la bicapa). Su receptor está adentro, en el citosol o en el núcleo; el complejo hormona-receptor actúa casi siempre sobre la expresión de genes.
1. ¿La señal es una proteína o tiene carga? Receptor de membrana.
2. ¿Es un esteroide u otra molécula liposoluble? Receptor interno.
3. ¿Una célula no responde a una hormona que le llega? Le falta el receptor.
Las formas de comunicarse
Lo que cambia es la distancia que recorre la señal:
Paracrina: actúa sobre células vecinas, sin pasar por la sangre. Las sustancias que se liberan en una herida e inflaman la zona.
Autocrina: la célula responde a la señal que ella misma largó.
Sináptica: una neurona suelta un neurotransmisor a una distancia mínima, sobre la célula de al lado (otra neurona, un músculo).
Por contacto: la señal está pegada a la membrana de una célula y la otra la reconoce al tocarla. Así se reconocen muchas células de defensa.
Reconocimiento: el glucocáliz
Las cadenas de azúcar de la cara externa (el glucocáliz, tema 3.2) funcionan como una tarjeta de identidad. Las células se reconocen entre sí por ellas, y las de defensa distinguen lo propio de lo ajeno. El ejemplo más conocido: los grupos sanguíneos A, B y 0 dependen de qué azúcares lleva el glucocáliz del glóbulo rojo. Una transfusión de un grupo equivocado hace que el sistema de defensa reconozca esos azúcares como ajenos.
El glucocáliz además protege la superficie y ayuda a que las células se peguen entre sí y a la matriz.
La superficie también trabaja: enzimas
Algunas enzimas están ancladas en la membrana, con el sitio activo hacia afuera. En el intestino, las células que absorben tienen en su superficie enzimas que cortan los azúcares dobles de la comida justo antes de absorberlos. Una es la lactasa, que corta la lactosa de la leche en glucosa y galactosa. Si la lactasa baja (lo que les pasa a muchos adultos), la lactosa sigue de largo y la fermentan las bacterias del intestino: eso es la intolerancia a la lactosa.
Diferenciaciones: la membrana con forma de su función
La membrana no es igual en todas las células. Se modifica según lo que la célula hace:
Cilios: prolongaciones móviles, con microtúbulos adentro, que barren lo que hay en la superficie. En la tráquea mueven el moco hacia la garganta (tema 6.1).
Estereocilios: prolongaciones largas e inmóviles (pese al nombre, no son cilios). En el oído interno detectan el sonido.
Invaginaciones basales: pliegues hacia adentro en la base de células que bombean mucho, como las del riñón; aumentan el área donde están las bombas.
Uniones entre células: zonas especializadas que pegan, sellan o comunican células vecinas (tema 6.3).
1. Tomá cada microvellosidad como un cilindro: área lateral = π × diámetro × alto.
2. Multiplicá por cuántas hay y sumá el área plana de base.
3. Compará con el área plana: ése es el factor por el que se multiplicó la superficie.
La insulina es una proteína que fabrica el páncreas y viaja por la sangre hasta el músculo. El cortisol es una hormona esteroide que fabrica la glándula suprarrenal y también viaja por la sangre. ¿Qué tipo de comunicación es cada una? ¿Dónde está el receptor de cada una, y por qué?
Las dos son comunicación endocrina; la diferencia está en el receptor.
2. La insulina. Es una proteína: grande e hidrofílica. No puede cruzar el centro hidrofóbico de la bicapa. Su receptor es una proteína de la membrana del músculo, con el sitio de unión afuera. Al unirse, el receptor cambia de forma y, adentro, se pone en marcha la respuesta: entre otras cosas, llegan a la membrana más transportadores de glucosa.
3. El cortisol. Es un esteroide, derivado del colesterol: liposoluble. Cruza la membrana por difusión simple. Su receptor está adentro de la célula; el complejo cortisol-receptor va al núcleo y cambia qué genes se expresan.
4. Lo que tienen en común. En los dos casos sólo responden las células que tienen el receptor.
Dónde se pierde el punto: en decir que la insulina «entra a la célula para meter la glucosa». La insulina se queda afuera: lo que entra es la glucosa, por sus transportadores.
Una persona deja de tolerar la leche de grande: le cae mal, con gases y dolor. No tiene ningún problema en la membrana de sus células para absorber glucosa. Explicá qué le pasa usando lo que sabés de la superficie de las células del intestino.
El problema no está en absorber, sino en cortar la lactosa antes de absorberla.
Lo que cambió. En muchas personas la cantidad de lactasa baja después de la infancia. Sin suficiente lactasa, la lactosa no se corta.
Lo que pasa después. La lactosa sigue de largo hasta el intestino grueso, donde las bacterias la fermentan y producen gases. Además, como es un soluto que no se absorbe, retiene agua por ósmosis.
Por qué el resto anda bien. Los transportadores de glucosa están intactos: si la persona toma leche deslactosada (con la lactosa ya cortada), absorbe la glucosa y la galactosa sin problema.
Dónde se pierde el punto: en pensar que la lactasa trabaja adentro de la célula. Es una de las enzimas de la superficie, que es una de las funciones de la membrana.
Dónde se cae la mayoría
- Creer que toda hormona entra a la célula. Las hidrofílicas, como la insulina, se quedan afuera y actúan a través de un receptor de membrana; las esteroides sí entran y buscan un receptor interno.
- Pensar que una hormona afecta a todas las células por donde pasa. Sólo responden las que tienen su receptor.
- Confundir endocrina con paracrina. Endocrina: la señal viaja por la sangre y llega lejos. Paracrina: actúa sobre las vecinas.
- Confundir microvellosidades con cilios. Las microvellosidades aumentan el área para absorber (actina adentro); los cilios se mueven y barren (microtúbulos adentro).
- Olvidar que los grupos sanguíneos están en el glucocáliz. Son azúcares de la cara externa del glóbulo rojo.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Receptores, comunicación y diferenciaciones de la membrana →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — La lechuga mustia15 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 3
Metabolismo y membrana