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UNIVERSIDAD DE CARABOBO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD EDEPARTAMENTO DE CIENCIAS MORFOLÓGICAS Y FORENSES HISTOLOGÍA Y EMBRIOLOGIA UNIDAD I. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA HISTOLOGÍA Y MORFOLOGÍA CELULAR CLASE 2 MORFOLOGÍA CELULAR: CONTENIDO CLASE 2-MORFOLOGÍA CELULAR: La célula: Concepto. Tipos: Eucariotas y Procariotas. Función. Forma, Tamaño y Organización. Compartimentación celular: Citoplasma y núcleo. Citoplasma: Citosol Inclusiones Organelas citoplasmáticas: Membranosas y No membranosas. Citoplasma: Organelas citoplasmáticas: Membranosas: Membrana celular o Plasmalema: Modelos Transporte Endocitosis Exocitosis Endosoma. Lisosoma. Retículo endoplasmático Rugoso Retículo endoplasmático Liso Aparato de Golgi Mitocondrias Peroxisomas CONTENIDO CLASE 2-MORFOLOGÍA CELULAR: Citoplasma: Organelas citoplasmáticas: No Membranosas-Citoesqueleto: Microtúbulos Microfilamentos Filamentos intermedios Centriolos Centrosoma CONTENIDO CLASE 2-MORFOLOGÍA CELULAR: Histología Texto y atlas color con Biología Celular. Ross. 5ta Ed. Editorial Panamericana. Biología celular y Molecular. Lodish. 4ta Edición Editorial Panamericana. Histología de Genesser. Editorial panamericana Texto atlas de Histología. Gartner. 3ra Edición. Ms Graw Hill Histología de Ross. Texto y Atlas. Bibliografía recomendada Clase 2: LA CELULA Concepto: es la unidad estructural y funcional básica de todos los organismos multicelulares y esta dividida en dos compartimientos principales: el citoplasma y el núcleo. Componentes químicos de la célula Componentes Inorgánicos: Agua (70-80%) Sales (1%) Componentes Orgánicos: Proteínas Hidratos de carbono Lípidos Ácidos nucleicos TIPOS DE CÉLULA Eucariotas: Células cuyo ADN se encuentra limitado por membrana. Poseen Núcleo. Ej: células animales y vegetales Procariotas: Células cuyo ADN se encuentra disperso en el citosol, son menos complejas. No poseen núcleo. Ej: Bacterias CÉLULA PROCARIOTAS Es muy sencilla y se caracteriza por carecer de membrana nuclear, por lo que el núcleo es difuso y el material genético se encuentra libre en el citoplasma. Su citoplasma no presenta prácticamente ningún organelo y la membrana plasmática posee unos pliegues hacia el interior. En la parte externa se origina una envoltura protectora y resistente, la pared celular, de composición variada rígida y responsable de la forma de la célula. CELULA EUCARIOTA Son características de organismos mas evolucionados, posee dos compartimientos principales núcleo y citoplasma, delimitados por estructuras membranosas al igual que las numerosas estructuras (Organoide) localizadas en el compartimiento citoplasmático CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS DE LA CELULA: Absorción: capacidad celular de captar sustancias del medio circundante. Secreción: capacidad de transformar moléculas absorbidas en un producto específico que luego transportado hacia el espacio extracelular. Excreción: capacidad de descartar los productos de desecho formados por sus procesos metabólicos. Respiración: capacidad de producir energía mediante la utilización del oxígeno absorbido en la oxidación de los nutrientes. Irritabilidad: capacidad de la célula de reaccionar ante un estímulo. Conductividad: capacidad de transmitir los efectos de la estimulación hacia otras partes de la célula y hacia otras células. Contractilidad: capacidad de la célula de acortarse en una dirección determinada, como reacción a un estímulo. Reproducción: capacidad de generar células nuevas por partición de las ya existentes (división celular) La Célula: Tamaños, formas y organizaciones La forma de las células está condicionada principalmente por su función, aunque también influyen en algunos casos factores mecánicos (disposición en masas). El tamaño celular es muy variable. En general varía entre 10-60 µm (1 µm=1/1000 mm) Capas, Epitelios, Folículos, Túbulos, Hileras La Célula: Compartimentación El Citoplasma Es la parte de la célula que está ubicada fuera del núcleo, contiene organelos e inclusiones en un gel acuoso llamado Matriz citoplasmática. Matriz citoplasmática o Citosol con sus organelas y Plasmalema. El Núcleo Es un compartimiento limitado por membrana que contiene el genoma junto con las enzimas necesarias para la duplicación del ADN y su transcripción en ARN. Núcleo: Nucleoplasma y Nucleolema La Célula: Citoplasma Citoplasma= matriz citoplasmática Matriz citoplasmática (Citosol): Contiene las organelas y las inclusiones. Plasmalema: delimita a la célula del espacio extracelular Las membranas intracelulares delimitan compartimientos celulares internos. Organelos Membranosos y No membranosos Matriz citoplasmática Inclusiones ORGANELOS DEL CITOPLASMA MEMBRANOSOS ( con membrana plasmática que separa del medio interno del organelo, del citoplasma circundante, Responsables de nutrición, síntesis, respiración, metabolismo. ) Retículo endoplasmático rugoso Retículo endoplasmático liso Aparato de Golgi Endosomas Lisosomas Vesículas de transporte Mitocondrias Peroxisomas NO MEMBRANOSOS (que carecen de membrana plasmática. Responsables de la forma, metabolismo, movimiento, reproducción celular.) Microtúbulos Microfilamentos Filamentos intermedios Centriolos Ribosomas Inclusiones citoplasmáticas Son componentes celulares NO indispensables: Pueden ser sintetizados por la célula. Pueden ser captados del medio extracelular. Permanecen en la célula sólo por un tiempo limitado. Consisten principalmente en: Depósitos de nutrientes Pigmentos Depósitos de nutrientes: Hidratos de carbono (Glucógeno): Se encuentran libres en la matriz citoplasmática. Ej.: hepatocitos y células musculares estriadas. Gotas de lípidos: Son extraídos por los solventes orgánicos en la preparación del tejido, por lo que se observan como espacios vacíos. Hígado. Carmín de Best 400X Mesenterio. Rojo Sudan 50X Pigmentos: Pueden ser exógenos o endógenos. Exógenos: Carotenos Piel (dermis, epidermis), Adipocitos. Polvo de carbón Macrófagos alveolares (Pulmón) Endógenos: Hemoglobina: Hemosiderina, Bilirrubina Lipofuscina. Pulmón. Células de Polvo Frotis Sangre periférica. Hemosiderina MEMBRANA CELULAR o PLASMALEMA Barrera permeable selectiva entre el citoplasma y el medio extracelular Conserva la integridad estructural de la célula Controla los movimientos de sustancias hacia y desde el interior celular Regula interacciones entre células Reconoce, partículas extrañas y células dañadas. No se observa al Microscopio óptico con técnicas de rutina; Puede verse con el Microscopio Electrónico de Transmisión. El espesor total es de aproximadamente 8-10 nm Estructura Trilaminar: Bicapa Lipidica Hojuela interna Hojuela externa Zona clara entre las hojuelas Cada Hojuela: Compuesta por lípidos anfipáticos (Fosfolípidos y colesterol) y proteínas. Fosfolípidos: Cabeza Polar (Hidrofílica) Dos colas No polares (Hidrofóbicas) Colesterol: Estabiliza Proteínas: Integrales Periféricas Modelo del Mosaico Fluido Modificado Por técnica de criofractura: Cara P y Cara E del Plasmalema Cara E Cara P Las sustancias que entran o salen de la célula deben atravesar la membrana plasmática. Transporte de membrana Difusión simple Proteínas de transporte de membrana Proteínas transportadoras: transfieren moléculas hidrosolubles pequeñas. Son muy selectivas. Pueden requerir energía (transporte activo) o no (transporte pasivo). Proteínas canal: transfieren moléculas hidrosolubles pequeñas. Son selectivas para los iones. Transporte vesicular Proceso que comprende cambios conformacionales de la membrana plasmática en sitios específicos y la ulterior formación de vesículas desde la membrana o la fusión de vesículas con ésta. Exocitosis: proceso inverso, es decir, el transporte vesicular en el cual las sustancias abandonan la célula. Endocitosis: proceso de transporte vesicular en el cual lasustancia entra en la célula. Transporte vesicular Exocitosis: Constitutiva sin gránulos de secreción Secreción regulada Con gránulos de secreción Endocitosis: Pinocitosis: Clatrina independiente Endocitosis mediada por receptores: Clatrina dependiente Fagocitosis: Clatrina independiente y actina dependiente ORGANELOS MEMBRANOSOS Retículo endoplasmático rugoso Retículo endoplasmático liso Aparato de Golgi Endosomas Lisosomas Vesículas de transporte Mitocondrias Peroxisomas Endosomas: Organelas citoplasmáticas estables o estructuras temporarias formadas como consecuencia de la endocitosis. E. tempranos (precoces, iniciales): encargados de clasificar y reciclar las proteínas incorporadas por endocitosis. E. tardíos (avanzados, finales, prelisosomas): destinados a convertirse en lisosomas, reciben enzimas lisosómicas neosintetizadas. Lisosomas: Organelas citoplasmáticas membranosas digestivas ricas en enzimas hidrolíticas Se encargan de la degradación de macromoléculas derivadas de los mecanismos endocíticos, así como de la célula misma (autofagia) Retículo Endoplasmático Sistema de sacos limitados por membrana que forman una red anastomosada de túbulos o bolsas aplanadas ramificados llamados cisternas que tienen una disposición en paralelo. El rER es la región del retículo endoplasmático asociada con ribosomas. Es el sitio donde se produce la síntesis proteica y la modificación de las proteínas neosintetizadas. En microscopía óptica: Se identifica el rER como una región citoplasmática intensamente basófila Corresponde al ergastoplasma La tinción basófila se debe a la presencia de RNA. (componente ácido) El sER es la región del retículo endoplasmático compuesta por cortos túbulos anastomosados que no está asociada con ribosomas. La mayoría de las células No posee sER en Abundancia. Retículo endoplasmático Liso sER Es una organela limitada a células activas en: Producción de esteroides, colesterol y triglicéridos Destoxificación de materiales o sustancias tóxicas como el alcohol, drogas Control de la contracción muscular (células músculo esquelético) En microscopía óptica: Se evidencia por su acidófilia por lo que se tiñe con la eosina. Aparato de Golgi Compuesta de múltiples cisternas aplanadas Se encargan de modificar final, clasificar y empaquetar proteínas y lípidos para su transporte intracelular y extracelular Íntimamente relacionada con el Retículo endoplásmático (casi siempre) Esta bien desarrollado en las células activamente secretoras. Está polarizado morfológica y funcionalmente: Una cara formadora (Cis) ubicada más cerca del rER Una cara madurativa (trans) más alejada del rER En microscopía óptica: no se tiñe con H-E (zona paranuclear no teñida). Mitocondria Poseen ADN propio. Llevan a cabo: La Fosforilación oxidativa (respiración celular) Formación ATP (Energía) Síntesis de lípidos Microscopía electrónica Poseen una doble membrana: Membrana mitocondrial externa Lisa Membrana mitocondrial interna Crestas Tienen forma de grano, bastón o filamento (1-10 µm). Presentan una distribución uniforme dentro del citoplasma, pero pueden cambiar de ubicación y sufrir modificaciones temporales en su forma. Se encuentran en todas las células excepto en los glóbulos rojos y los queratinocitos terminales. En microscopía óptica Se evidencia por coloranciones diferenciales Hematoxilina Férrica Peroxisoma (microcuerpos) El peróxido de hidrógeno es una sustancia tóxica, por lo tanto la catalasa que siempre esta presente en los peroxisomas, regula el contenido celular de peróxido de hidrogeno y lo degrada para proteger a la célula. Organelas limitadas por membrana simple que contienen enzimas oxidativas y participan en la producción y degradación del peróxido de hidrógeno (H2O2) y en la degradación de los ácidos grasos. Son esféricos pequeños (0,5 µm de diámetro). Se encuentran en la mayor parte de los tipos celulares (aunque predominan en las células hepáticas y renales) ORGANELOS NO MEMBRANOSOS RIBOSOMAS Son las estructuras citoplasmáticas en las que se produce la síntesis de proteína. Carecen de membrana y se encuentran libres en el citoplasma o unidas a la membrana del RER Microtúbulos Son estructuras tubulares huecas Tienen un diámetro externo de 25nm, una pared con grosor aprox. de 4 nm y pueden extenderse a lo largo y ancho de la célula Características: son lo bastantes rígidos para resistir fuerzas que pudieran comprimir o doblar, esta propiedad les permite brindar soporte mecánico y su distribución ayuda a determinar la forma de la misma Los Microtúbulos no son estructuras permanentes (vida media 10 min) Cilindros proteicos huecos, rígidos y no ramificados. Compuestos por dímeros de α y β tubulina. Crecen desde un centro organizador de microtúbulos: Proteínas de casquete. Subunidades de γ tubulina. Poseen inestabilidad dinámica: polimerización y despolimerización con gasto de energía (GTP). Son visibles al microscopio de fluorescencia con coloraciones especiales. Funciones: Transporte vesicular intracelular: Vesículas de secreción. Transporte de organelas citoplasmáticas: Endosomas, Lisosomas. Mitocondrias. “INVOLUCRAN LA PARTICIACION DE MOTORES MOLECULARES PROTÉICOS” Dineínas: Transporte desde la periferia celular hacia en Centro Organizador de Microtúbulos. Cinesinas: Transporte desde el Centro Organizador de Microtúbulos hacia la periferia celular. Otras Funciones: Movimiento de cilios y flagelos. Fijación de los cromosomas al huso mitótico. Movimiento de los cromosomas durante la división celular (Mitosis y Meiosis) Alargamiento y Movimiento de las células Mantenimiento de la morfología celular. Microfilamentos (Filamentos de actina) Están formados por subunidades globulares de actina que en presencia de ATP se polimerizan y despolimerizan rápidamente, para formar dos hebras de filamentos que se ensamblan helicoidalmente Motilidad, Contractibilidad Se encuentran en la periferia de la célula Miden aprox. 7 a 8 nm En el movimiento de las legiones de leucocitos cuando patrullan los tejidos del cuerpo en busca de detritos y microorganismos. Los Microfilamentos también participan en los procesos de movilidad celular, como el movimiento de vesículas, la fagocitosis , el movimiento de las amibas Leucocitos patrullando Cambios morfológicos celulares Fagocitosis y tráfico de vesículas Los filamentos de Miosina se consideran como motores que se mueven hacia el extremo positivo de un filamento de actina Contracción muscular Características morfológicas: Filamentos delgados y flexibles. Compuestos por moléculas de actinaG (Actina globular) Se organizan en forma lineal helicoidal bicatenaria. La polimerización de las moléculas de actina G requieren de: ATP Mg K “La polimerización depende de: Cantidad local de Actina G y la interacción con proteínas fijadoras de actina” Funciones: Anclaje y movimiento de proteínas de membrana Formación del núcleo estructural de las microvellosidades. Locomoción celular. Prolongaciones celulares Filamentos Intermedios Son fibras muy fuertes parecidas a cuerdas que proporcionan fuerza mecánica a las células que se someten a tensión física, como las neuronas, las células musculares y las células epiteliales que recubren el cuerpo, se distribuyen por todo el citoplasma celular Características: No presentan polaridad y no son tan dinámicos Están formados por una unidad básica un tetrámero, formado por dos dímeros alineados lado a lado en forma intercalada Esta constituido por las siguientes proteínas; Filamentos de queratina, vimentina, desmina, tonofilamentos, láminas nucleares Soporte estructural Características morfológicas: Fibras trenzadas a manera de cuerdas: Dominio bastoniforme. Dímeros superenrrollados. Tetrámero escalonado. Compuestos por diversas proteínasde filamentos intermedios: Queratinas (citoqueratinas) Vimentina y símil de vimentina. Neurofilamentos Láminas. Funciones: Integridad de as uniones célula-célula y célula matriz extracelular. Proveen solidez y resistencia mecánica. NO requieren Energía Centriolos y Centrosomas Centriolos: Pequeños gránulos o bastones cortos pares que constituyen el centrosoma Cerca del núcleo Suelen aparecer en grupos de dos Diplosomas Centriolos: Con microscopio electrónico: Cilindro hueco: 400x150nm. Corte transversal: 9 subunidades 3 microtúbulos Se encuentran también como cuerpos basales: Sitios de formación de las cilias y flagelos. Centriolos: Funciones: Proveen los cuerpos basales para los cilios y flagelos. Alínean el huso mitótico durante la división celular. Centrosomas: Región conformada por los centriolos y el material pericentriolar denso y amorfo. Funciona como centro para el anclaje de microtubulos del citoesqueleto COMT: Centro Organizador de Microtúbulos CITOESQUELETO Es un sistema de fibras proteínicas que atraviesan la célula en todas direcciones, manteniendo su forma y ayudando al desplazamiento de los organelos dentro de ella. Proporcionar el soporte estructural para la membrana plasmática y organelos celulares; Proporcionar el medio para el movimiento intracelular de organelos y otros componentes del citosol; Proporcionar el soporte para las estructuras celulares móviles especializadas, como cilios y flagelos y responsables de la propiedad contráctil de las células en tejidos especializados como el músculo.
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