Introducción a la membrana celular

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Los muros de una casa, los muros de una caja fuerte o las láminas de un carro separan al frágil interior de ambientes impredecibles y hostiles. Estas barreras son duras y rígidas, para poder realizar esta protección. Podríamos esperar que la barrera que separa lo vivo de lo no vivo fuera una estructura igual de poderosa, dura y rígida; y, aun así, la membrana celular es de hecho una barrera delgada, frágil y dinámica.  Es una bicapa lipídica que delimita toda la célula. Es una estructura formada por dos láminas de fosfolípidos, glucolípidos y proteínas que rodean, limitan la forma y contribuyen a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. Regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Es similar a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas.

Está compuesta por dos láminas que sirven de "contenedor" para el citosol y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas). La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente). La membrana plasmática es capaz de recibir señales que permiten el ingreso de partículas a su interior. Cuando una molécula de gran tamaño atraviesa o es expulsada de la célula y se invagina parte de la membrana plasmática para recubrirlas cuando están en el interior ocurren respectivamente los procesos de endocitosis y exocitosis.

Figura 1.  La membrana celular es difícil de ver. (Izquierda)  Las primeras microfotografías mostraban una ultraestructura de tres partes, dos de ellas se podían teñir de manera muy densa en las pares externa e interna de la membrana, y una zona que no se tiñe en medio. (Derecha) En la microfotografía tenemos dos células coloreadas en verde y en azul, mientras que el espacio intersticial está señalado de color café. El par de membranas que podemos ver muestran una estructura típica en estas microfotografias, dos líneas densamente teñidas con otra en medio más clara como si fuera un sándwich.

Las barreras que separan a la célula verde y la célula azul (Figura 1 derecha) son increíblemente delgadas en comparación con el volumen celular. El grosor de una membrana celular pude rondar la longitud de unos 5 nm, “una mitocondria es mil veces más larga”. Debido a este grosor tan corto, la membrana celular no pudo ser vista sino hasta 1950 cuando las mejoras en la preparación de las células para la microscopía electrónica permitieron visualizar la estructura “de lo cual se desprende que es imposible para un microscopio óptico ver la membrana dado que este amplifica solo en la escala de los µm. Unas de las primeras microfotografías fueron realizadas por J. D. Robertson de la universidad de Duke (Robertson, 1956). Sin importar cual membrana, ya fuera la membrana celular externa o la membrana de los orgánulos, si la membrana fuera de un animal, una planta, un hongo, o una bacteria, siempre se podía ver la misma estructura (Edidin, 2003).

Actualmente se sabe que la membrana es una bicapa de moléculas llamadas fosfolípidos, las cuales a su vez tiene dos partes, una cabeza polar y una cola apolar. Por naturaleza muchos lípidos en agua se organizan de modo que sus colas apolares se encierren totalmente alejándose del agua, dejando solo las cabezas polares en contacto con ella. Es por esto que se ve una estructura triple. Las zonas que se tiñen densamente son las regiones polares de los fosfolípidos, mientras que la parte interna está constituida por dos colas de lípidos independientes.