Lípidos de Membrana - Una Visión General
Uno de los temas de relevancia para la comprensión de la fisiología a nivel celular, es la estructura que delimita a esta unidad de vida: membrana plasmática. Excepcionales modelos que constan principalmente de dos macromoléculas: lípidos y proteínas, cuya proporción varía en relación a la diferenciación de las células en el organismo y de la especie. Puesto que, la permeabilidad a ciertas moléculas, se encuentra vinculada a las interacciones polares y no polares “hidrofóbicas”, que determinarán el “libre acceso” para el pasaje de unas moléculas o constituirán un verdadero “obstáculo” para otras.
El estudio de la membrana plasmática y otras membranas celulares (como la nuclear, mitocondrial, tilacoidal, vesículas transitorias), constituyen la base para el entendimiento de la célula, como sistema abierto que se encuentra en estado de flujo constante. Por ende, es menester conocer en primer lugar la organización de las membranas, para posteriormente, concebir los mecanismos de transporte y metabolismo celular.
Como puede notarse, es un tema esencial para el docente en formación de la especialidad biología, quién además del dominio teórico - práctico, debe desarrollar estrategias, que permitan incidir en la curiosidad del estudiante de Media General, así como también asociarlo con temas de su cotidianidad y contexto, que posibilite al participante la vinculación a sus esquemas de pensamiento, y obtener un aprendizaje para la vida. En relación a lo expuesto, se presentan los siguientes objetivos:
Objetivos
- Describir la estructura de los lípidos de membrana y su nexo con la fisiología de la célula.
- Diseñar material didáctico ilustrativo para el estudio de los lípidos de membrana.
- Debatir sobre las estrategias y recursos didácticos idóneos para la comprensión del contenido de la membrana plasmática como base para el entendimiento del estudio de la célula.
Excelente Sistema Auto-organizado
Como todo contenido en el área de la biología, se requiere del auxilio de la química para su adecuada asimilación. En relación a sus componentes, están los lípidos de membrana, destacándose los fosfoglicéridos, esfingomielina, glicolípidos. Estas moléculas son de carácter anfipático, tal como lo indica la etimología de la palabra “anfi” ambos lados, “pática” pasión. En consecuencia, estas moléculas presentan una parte polar hidrofílica (con afinidad hacia la molécula de agua) y una no polar hidrofóbica (aversión a soluciones acuosas). A continuación se visualizan las porciones hidrofílicas e hidrófobas de estos componentes:
Para animarlos a seguir leyendo –lo que describiré con más detalles en este post- les adelanto en la siguiente Video-Animación la interesante formación de micelas y vesículas y su ubicación en la bicapalipídica:
Fuente: en mi cuenta de YouTube @01carmincortez
Es necesario que los jóvenes manejen la terminología relacionada con este tema y para ello se les pueden ejemplificar las moléculas anfipáticas de manera sencilla, con el jabón de uso doméstico “lípidos saponificables”, donde un extremo es atraído por el agua, y el otro por la “grasa”, es por esta propiedad que se les promociona como “removedores de grasa” en los utensilios domésticos.
En relación al colesterol, mencionado en la imagen, su concentración depende del tipo de célula, puesto que suele ser mayor en las membranas plasmáticas de tejidos animales. A temperatura corporal del ser humano (como organismo homeotermo), esta molécula brinda resistencia a la estructura. Por su parte, los glicolípidos junto con glicoproteínas conforman el glucocálix, que constituyen marcadores de identidad celular, al reconocer a otras de la misma clase, representando la base de interacciones sanguíneas y la compatibilidad entre grupos. Asimismo, el glucocálix se ubica en la hemicapa externa, que comunica con el intersticio, confiriéndole asimetría a la membrana.
Como resultado de su naturaleza, los lípidos de membrana se organizan en: micelas, vesículas y en bicapas lipídicas. Este es un proceso de de auto-ensamblaje, que ocurre de manera espontánea en medios acuosos. Tal como se muestra:
Cabe destacar que, los lípidos conceden fluidez a las membranas, debido a los movimientos de estas moléculas. Llevan a cabo, difusión lateral, desplazándose paralelamente del mismo lado de la hemicapa, siendo la más común y rápida. Por su parte, raramente se realiza difusión transversal, el cambio de posición de un lado a otro de la membrana, porque las colas de los lípidos hidrófobas, constituyen barreras de energía libre para las cabezas polares, oponiéndose al movimiento. En la siguiente imagen se observan estas características mencionadas:
Igualmente, la longitud en las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos incide en esta característica, presentando una relación directamente proporcional en cuanto a mayor longitud mayor fluidez. Del mismo modo, ocurre con el grado de insaturación, porque los dobles enlaces generan curvas en las cadenas.
Síntesis
Los lípidos de membrana integran excelentes diseños, su auto-empalme en láminas bimoleculares es fascinante. Estas moléculas componen las membranas celulares, otorgándole características específicas, tales como: el poco grosor y su fluidez, la cual concede interacciones al sistema celular con su entorno, movimiento, reparación, división; en definitiva, que la célula lleve a cabo sus funciones vitales. Además, posibilitan la permeabilidad selectiva en atención a las interacciones hidrófobas de sus colas y polares de las cabezas. Se debe mencionar que esta característica está también determinada por proteínas de membranas, cuya clasificación y funciones se abordarán en una próxima oportunidad.
En cuanto a la asimetría, es cierto que el glucocálix contribuye a este aspecto, no obstante, la disposición de las proteínas embebidas en la membrana generan desigualdades entre una hemicapa y otra. La relevancia de la asimetría y del flujo de iones y moléculas de manera selectiva de un compartimiento a otro, radica en el mantenimiento de la tonicidad celular, de concentraciones químicas y gradientes eléctricos necesarios para la excitabilidad de neuronas y fibras musculares.
El diseño de material didáctico multimedia es de relevancia para el entendimiento de estas moléculas que delimitan espacios en las células.
En la siguiente Video-Animación les invito a ver la fascinante estructura de un Fosfolípido:
Fuente: en mi cuenta de YouTube @01carmincortez
Ofreciendo una visión general a estudiantes a nivel 5to año de bachillerato y al público en general, puesto que resulta interesante conocer nuestro organismo y las bases moleculares de este extraordinario diseño natural, promoviendo el interés por las ciencias naturales.
Les muestro en la siguiente Video-Animación les invito a ver los movimientos que pueden realizar los Fosfolípidos:
Fuente: en mi cuenta de YouTube @01carmincortez
El debate sobre las estrategias y recursos didácticos idóneos, debe ser continuo porque la actualización del docente resulta esencial. Se requiere incentivar en los participantes la compresión y análisis, bajo la premisa de identificar estructuras, su naturaleza y propiedades, las cuales determinan el funcionamiento de las macroestructuras. La visión de sistemas integrados, tal como la célula y sus partes, asimilando que cada una hace viable la homeostasis.
Agradecimiento especial a mi profesor, tutor y amigo, el Dr. Tomás Pérez
por su asesoría en este mi primer post para steemit.comReferencias
- Lehninger, A. (1972). Bioquímica. Barcelona: Ediciones OMEGA.
- Philip, N. (2005). Física biológica: Energía, información y vida. Barcelona: Editorial Reverté, S.A.
- Tortora, G. y Derrickson, B. (2006). Principios de anatomía y fisiología. Editorial Panamericana.