LA CÉLULA

En 1838, Scheleiden y Schann establecieron que todos los organismos, tanto animales como vegetales, no son otra cosa que un ensamblaje de células. Esta observación, realizada con la ayuda de un microscopio, fue el punto de partida para que lo que se conoce como teoría celular.

Esta teoría se asentó hace más de siglo y medio, como el principio fundamental de la biología moderna, puede resumirse en cuatro proposiciones:

1· Todos los organismos están compuestos por una o más células.

Es decir la célula es la unidad anatómica de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.

2· Las reacciones químicas de un organismo vivo, incluidos los procesos que liberan energía y las reacciones biosintéticas ocurren dentro de las células.

Es decir la célula es la unidad funcional de los seres vivos, en las células tienen lugar las reacciones metabólicas del organismo.

Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan.

Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.

3· Todas las células derivan de otras células.

Es decir las células se originan de otras células preexistentes, por división de ésta.

4· Las células contienen la información hereditaria de los organismos de los cuales son parte y pasa de las células progenitoras a las células hijas.

Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.

Todos los organismos conocidos, desde una ameba (protozoo) a un alece o un elefante, siguen y cumplen los postulados de la teoría celular.

¿Cómo evoluciona de la célula?

Se cree que todas las células presentes en la actualidad derivan de un ancestro común por el proceso de evolución, el cual involucra dos procesos esenciales que son la variación al azar en la información genética que pasa de un individuo a sus descendientes y la selección de la mejor información genética que favorece la supervivencia y perpetuación en el tiempo.

No existe acuerdo en torno a cuáles eran las condiciones imperantes en la Tierra hace billones de años, más bien parece haber acuerdo en torno a un ambiente inestable dado por tormentas eléctricas, lluvias y erupciones volcánicas.

El oxígeno y el ozono eran escasos, por lo tanto no había filtro contra la radiación ultravioleta. Estas condiciones, reproducidas en forma experimental, favorecen la formación de compuestos orgánicos sencilllos a partir de gases como CO2, metano (CH4), amoniaco ( NH3) e hidrógeno (H2).

Dentro de los compuestos generales están aminoácidos, nucleicos, azúcares y ácidos grasos. A partir de cada una de estas moléculas se pueden sintetizar polímeros como los polipéptidos y polinucleótidos que son hoy proteínas y ácidos nucleicos respectivamente.

Para estudiar cómo funciona un organismo humano, primero es necesario saber cómo está formado.

Las células son las unidades estructurales básicas del organismo. Hay muchos tipos de células, cada uno de ellos con su tamaño y forma características.

• Nivel Celular
• Nivel Tejido
• Nivel Sistemas

NIVEL CELULAR

I Diferentes tipos de células: Diversidad

Aunque todos los seres vivos están compuestos por células, éstas no son iguales, pueden presentar diversidad en forma, tamaño y organización interna.

Si consideramos el tamaño.

La bacteria Treponema pallidum tiene unos cuantos micrómetros, al compararla con el huevo de rana de 1 mm un diámetro, esta aparece enorme a su lado.

Si consideramos la forma.

Hay diferentes tipos de células y su forma varía de acuerdo a la función que realizan.

La forma de la célula puede depender:

a) Su ambiente inmediato:

b) Función que desempeñan:

c) Requirimientos químicos:

a) Su ambiente inmediato:

Los glóbulos blancos de la sangre que están en un ambiente líquido son células esféricas; igual forma tienen los huevos (células) de algunos animales acuáticos como los peces o que depositan sus huevos en el agua como los sapos.

La yema del huevo de un ave es una célula esférica sumergida en un líquido gelatinoso conocido con el nombre de "clara".

Las células libres y aisladas adoptan generalmente forma esférica, hay células aisladas que tienen formas curiosas, por ejemplo algunas Diatomeas y Acetabularias (algas).

En general, las células que viven en estrecha vecindad con otras, tienen formas poliédricas, ya que para aprovechar el espacio los límites celulares se aplanan.

b) Función que desempeñan:

Los glóbulos rojos de la sangre del hombre se parecen a un plato, lo que facilita el transporte de Oxígeno. Las células nerviosas tienen largas y delgadas prolongaciones para transmitir mensajes entre zonas alejadas del cuerpo.

Las células que revisten las paredes de órganos para protegerlos, tienen forma aplanada, como ocurre con las células de la pared de la boca o de la superficie de las hojas.

Si el largo de una célula supera mucho el alto y el ancho, la célula recibe el nombre de FIBRA. Las células musculares son fibras; los hilos blancos y sedosos que envuelven la semilla del algodón o del palo borracho son fibras de alrededor de 2 cm. de longitud.

c) Requirimientos químico

Hay células que en presencia de oxígeno mueren y otras no pueden vivir sin su presencia. Algunas células requieren para mantenerse y prosperar sólo agua, luz, aire y minerales básicos, en cambio otras necesitan una mezcla compleja de moléculas producidas por otras células.

. Si consideramos por su organización interna

Existe un grupo de células que carecen de núcleo denominadas células procariotes y otro grupo de células que poseen su material genético denominadas células eucariontes.

Las células procarióticas, representadas por las bacterias, rickettsias y micoplasmas.

Las células eucarióticas, que están representadas por las células animales y vegetales.

NIVEL TEJIDO

II Organización del organismo humano

Los componentes básicos del cuerpo son las células, que se agrupan formando tejidos. Los principales tipos de tejidos son:

Tejido conjuntivo.
Tejido epitelial
Tejido linfoide
Tejido nervioso
Tejido muscular
Tejido sanguíneo.

Cada uno con sus propias características:

Los tejidos conjuntivos disponen de un número relativamente reducido de células inmersas en una matriz extracelular extensa.

En el músculo liso tiene una abundante matriz acelular.

El tejido nervioso contiene neuronas (de las que existen diferentes tipos) y células gliales.

NIVEL SISTEMAS

Sistema cardiovascular

Las células de los grandes animales multicelulares no pueden obtener directamente directamente el oxígeno y los nutrientes que necesitan a partir del medio externo.

El oxígeno y los nutrientes deben ser transportados hasta las células. Ésta es una de las principales funciones de la sangre, que circula dentro de los vasos sanguíneos gracias a la acción de bombeo que realiza el corazón.

El corazón, los vasos sanguíneos y los tejidos asociados forman el sistema cardiovascular.

El corazón está constituido por cuatro cámaras, dos aurículas y dos ventrículos, que forman un par de mecanismos de bombeo dispuestos en paralelo.

El ventrículo derecho envía la sangre desoxigenada a los pulmones en donde absorbe el oxígeno del aire, mientras que el ventrículo izquierdo bombea la sangre oxigenada que vuelve de los pulmones hacia el resto del organismo para el aporte de oxígeno a los tejidos.

Sistema respiratorio

La energía necesaria para llevar a cabo las diversas actividades del organismo procede, en último término, de la respiración. Este proceso incluye la oxidación de los alimentos (principalmente azúcares y grasas) con la finalidad de liberar la energía que contienen.

Los pulmones incorporan el oxígeno necesario para este proceso a partir del aire, y la sangre lo transporta hasta los tejidos.

El dióxido de carbono producido como consecuencia de la actividad respiratoria de los tejidos es transportado hasta los pulmones a través de la sangre venosa, y eliminado a través del aire espirado.

Las preguntas básicas a las que hay que responder son: ¿Cómo entra y sale el aire de los pulmones? ¿Cómo se ajusta el volumen de aire respirado a las necesidades del organismo?, ¿Cuáles son los límites de la captación de oxígeno en los pulmones?

Sistema digestivo

Los nutrientes que el organismo necesita provienen de la dieta. Las enzimas del tractointestinal degradan los alimentos ingeridos a través de la boca en sus diferentes componentes.

Los productos de la digestión son absorbidos por la sangre a través de la pared del intestino y alcanzan el hígado a través de la vena porta.

Gracias al hígado, los tejidos pueden asimilar los nutrientes y usarlos para su crecimiento y reparación, así como para la producción de energía.

En el caso del sistema digestivo, las preguntas claves son: ¿Cómo se ingieren los alimentos?, ¿cómo se hidrolizan y se digieren los alimentos? ¿Cómo se absorben los nutrientes individuales?,¿cómo se moviliza el alimento a través del tracto gastrointestinal?, y ¿cómo son eliminados del organismo los residuos que no se digieren?

Riñones y tracto urinario

La función principal de los riñones es el control de la composición del líquido extracelular (el líquido que baña las células). En el curso de este proceso, los riñones también eliminan productos de desechos no volátiles producen orina de composición variables que queda almacenada temporalmente en la vejiga antes de la micción.

Las preguntas claves son: ¿Cómo regulan los riñones la composición de la sangre?, ¿cuáles son los mecanismos que permiten el almacenamiento y la eliminación de la orina?

Sistema reproductor

La reproducción es una de las características fundamentales de los organismos vivos. Las gónadas (los testículos en el varón y los ovarios en la mujer) producen células sexuales especializadas, conocidas como gametos.

La función básica de la reproducción sexual es la creación y fusión de los gametos masculino y femenino, el espermatozoide y el óvulo, combinándose así las características genéticas de los dos individuos progenitores; de esta combinación surge un ser que difiere genéticamente de sus padres.

Los aspectos fundamentales son: ¿Cómo se producen los espermatozoides y los óvulos?, ¿Cómo crece y se desarrolla el embrión?, y ¿Cómo se nutre el embrión hasta que puede hacerlo por sí mismo?

Sistema musculoesquelético.

Está formado por los huesos del esqueleto, los músculos esqueléticos y sus tejidos asociados. Su función principal es proporcionar la capacidad de movimiento necesaria para la locomoción, para el mantenimiento de la postura y para la respiración.

También proporciona soporte físico para los órganos internos. En este caso, el aspecto clave es el mecanismo de la contracción muscular.

Sistema endocrino y nervioso

Las actividades de los diferentes sistemas orgánicos han de coordinarse y regularse de modo que actúen al unísono para satisfacer las necesidades del organismo.

Han evolucionado dos sistemas de coordinación: el nervioso y el endocrino. Para poder transmitir la información con rapidez a células específicas, el sistema nervioso utiliza señales eléctricas. Así, los nervios transmiten estas señales a los músculos esqueléticos para controlar su contracción.

El sistema endocrino, por otro lado, secreta agentes químicos. Las hormonas, que viajan por el torrente circulatorio hasta las células sobre las que ejercen un efecto regulador. Las hormonas desempeñan un importante papel en la regulación de muchos órganos, y especialmente en la del ciclo mestrual y otros aspectos de la producción.

TEJIDOS

Sistema nervioso de los calamares

PODRÍAN AYUDAR A CREAR REMEDIOS CONTRA EL ALZHEIMER

Calamares: claves para nuestro cerebro

George Langford, un científico estadounidense que lleva años estudiando el sistema nervioso de los calamares, cree que en el aparato primitivo de estos animales podrían estar las claves para descubrir los secretos del cerebro humano y por ende de las enfermedades degenerativas que lo afectan, como el mal de Alzheimer.

El científico, que trabaja en el laboratorio de Biología Marina de Massachussets, elabora una teoría respecto a cómo el cerebro recuerda y qué sucede en él cuando por ejemplo, una enfermedad como el mal de Alzheimer, le hace olvidar eventos recientes o pasados.

Para ello recibe diariamente cefalópodos recogidos cerca del muelle de Woods Hole, en Falmouth, los cuales diseca con el fin de estudiar las fibras de los calamares, llamadas axones o neuroejes gigantes, que son varias veces más grandes que las neuronas humanas, por lo que ofrecen oportunidades únicas de experimentación y observación.

Básicamente igual al sistema humano

Según explicó Langford, las fibras nervio de los calamares son un manojo de neuronas que transmiten impulsos eléctricos a un músculo para que este se contraiga y con ello el calamar se pueda impulsar en el agua. 

La neurona humana, en cambio, es mucho más pequeña, compleja y transmite señales más rápido, pero ambos sistemas nerviosos son básicamente iguales, por lo que aquello que se pueda descubrir de los calamares es aplicable a los humanos.

Hasta el momento se sabe que los calamares tienen cierto tipo de memoria con la que son capaces de reconocer a sus enemigos naturales e incluso de responder ante cuerpos similares a sus propias formas. Sus cerebros, al igual que el de los humanos, no tiene conexiones fijas del tipo computador y cambian continuamente.

Si Langford es capaz de identificar las proteínas en el esqueleto de la célula, se podrá saber qué proteínas faltan en el momento en que los motores moleculares envían la información de manera deficiente.

Sin embargo, la identificación de todas las proteínas no basta, pues “también hay que demostrar cómo éstas funcionan”, expresó.

Para Thomas Pollard, profesor de biología de la Universidad de Yale que ha trabajado con Langford, la contribución más importante de este estudio es el descubrimiento de los motores moleculares. “Antes del trabajo de George, los científicos se concentraban en estudiar vínculos que eran algo así como carreteras interestatales. 

Hoy día, su trabajo sugiere la presencia de un sistema de transporte a nivel local, como el que existe dentro de una ciudad’’, puntualizó.

Neuroanatomía funcional de los receptores de Glutamato.

Neuroanatomía funcional de los receptores de Glutamato.

1. Resumen
2. Introducción
3. Receptores ionotrópicos
4. Receptores metabotrópicos
5. Receptores de glutamato y epilepsia
6. Encefalitis de Rasmussen`s
7. Enfermedad de Hungtinton
8. Conclusión

1.-Resumen

El principal neurotransmisor excitador en el cerebro es el glutamato que ejerce sus acciones a través de receptores ionotrópicos y metabotrópicos, estos últimos constituyen una familia de receptores acoplados a proteína G que unen el GTP a diferentes moléculas de señalización intracelular. La comunicación a través de esos receptores es crítica para la transmisión sináptica normal y contribuye al desarrollo del sistema nervioso y la plasticidad sináptica. Durante las lesiones agudas del sistema nervioso central, incluida la isquemia y el trauma encéfalo-craneano, el glutamato y el aminoácido estructuralmente relacionado aspartato, se acumulan en el espacio extracelular y causan una sobre-activación de los receptores de aminoácidos excitadores conduciendo al fenómeno denominado excitotoxicidad, que contribuye a la neurodegeneración observada después de dichas lesiones . El estudio de los receptores de glutamato permitirá un mayor conocimiento del funcionamiento del sistema nervioso y abrirá las puertas para el desarrollo de estrategias terapéuticas más eficaces contra enfermedades producidas por la alteración de la neurotransmisión glutamatérgica .

Palabras claves: Receptores de glutamato, neurotransmisión, AMPA, NMDA, Kainato, epilepsia.

Introducción:

Conociendo a los receptores de glutamato.

La investigación sobre la neurotransmisión glutamatérgica alcanza ya el medio siglo.El conocimiento sobre el funcionamiento del L-glutamato como neurotransmisor ha revelado un área de investigación que ha producido una gran cantidad de publicaciones sobre este aminoácido cuyo papel como neurotransmisor es realmente excitante. Las propiedades del glutamato como neuroexcitador se describieron por primera vez hace mas de 40 años , lo que posteriormente ha permitido estudiar las relaciones existentes entre los fenómenos excitotóxicos del glutamato con los procesos de ontogenia, aprendizaje y memoria, formación de redes neurales durante el desarrollo, epilepsia, enfermedades neurodegenerativas, y muerte celular. La participación del glutamato en la plasticidad neural es crucial para el funcionamiento del sistema nervioso.

Los receptores de neurotransmisores, están localizados tanto pre- como post-sinápticamente. En los vertebrados los receptores presinápticos, son típicamente receptores metabotrópicos que inhiben la liberación del transmisor; sin embargo, en invertebrados ha sido descrita la participación de estos receptores en fenómenos que involucran la facilitación. La activación de los receptores ionotrópicos presinápticos conduce generalmente a la inhibición de la transmisión sináptica. Estudios recientes mostraron que los neurotransmisores pueden aumentar la eficacia sináptica por la activación de canales iónicos presinápticos activados por ligando. En esta revisión haremos énfasis en las características de los receptores de glutamato, así comentaremos brevemente algunos aspectos relacionados con el almacenamiento, liberación y transporte del mismo; el glutamato es almacenado en vesículas sinápticas y liberado en la terminal presináptica por un mecanismo calcio dependiente que implica la participación de los canales de calcio voltage-dependientes, tipo N y P/Q. La concentración de glutamato vesicular es aproximadamente de 100 mmol/l y la liberación del contenido de una vesícula sináptica genera un potencial excitador postsináptico que corresponde principalmente a la activación de receptores de AMPA.

El glutamato reconoce al menos cuatro tipos de receptores, que reciben su denominación de acuerdo al tipo de agonista al que responde: los receptores ionotrópicos, AMPA, NMDA (N-metil-D-Aspartato), Kainato (ionotrópicos) y los metabotrópicos. La aplicación de técnicas electrofisiológicas ha permitido determinar que esos receptores pueden coexistir en poblaciones neuronales diferentes. Estos receptores presentan canales iónicos permeables a cationes, dependiendo la permeabilidad al sodio (Na+) y al calcio (Ca++) de la familia y composición de las subunidades del receptor ; existe otra clase de receptores de glutamato denominados receptores Delta 1 y 2 que no unen glutamato y no forman canales funcionales cuando se expresan en células heterólogas; sin embargo, experimentalmente se ha descrito que los ratones que carecen del gen que codifica a los receptores Delta muestran, entre otras alteraciones, pérdida de la coordinación motora .

La transmisión glutamatérgica ha sido descrita en diversas regiones del sistema nervioso, que incluyen: conexiones córtico-corticales ipsilaterales y contralaterales, proyecciones corticales hacia la amígdala, tubérculo olfatorio, el putamen, núcleo caudado, tálamo, colículos superior e inferior, área tegmental, sustancia nigra, núcleo rojo y médula espinal, además de la corteza entorrinal, participando en la neurobiología hipocampal y en conexiones que incluyen al septum, subiculum, cuerpo mamilar e hipotálamo así como también en la corteza visual, retina y cerebelo. Por otro lado, además de su acción en la escala de milisegundos, la activación de los receptores de glutamato juega un importante papel en los cambios duraderos que involucran al fenotipo neuronal y el desarrollo; los patrones de actividad sináptica excitadora son requeridos para el control fino de las conexiones sinápticas y la generación de mapas topográficos en las redes neurales (6).

Receptores ionotrópicos

Las tres familias de receptores ionotrópicos de glutamato (AMPA, Kainato y NMDA) fueron primero descritas por sus características farmacológicas y posteriormente por su biología molecular (Fig. 1) (3). Estas tres clases de receptores ionotrópicos para el glutamato son complejos macromoleculares que contienen tres dominios transmembranales denominados M1, M3 y M4 y una porción reentrante en la membrana, el dominio M2, que confiere las distintas selectividades iónicas del canal (4).

Las subunidades del receptor de AMPA, son derivadas de una familia de 4 genes denominados GLUR1-GLUR4 . Los receptores nativos del AMPA son heteromultímeros (es decir, que incluyen mas de un tipo de subunidad) pero pueden ser homomultímeros. Entre sus aspectos moleculares podemos mencionar que las subunidades del receptor de AMPA existen en dos isoformas, llamadas flip y flop, las cuales confieren respectivamente cinéticas de desensibilización lentas y rápidas al receptor. Las isoformas flip/flop son reguladas alternativamente durante el desarrollo, predominando las isoformas flip en los estadios tempranos del desarrollo mientras que las isoformas flop aparecen en los estadios tardíos . Se ha demostrado que los receptores de AMPA en las sinapsis glutamatérgicas, median la transmisión de baja frecuencia y están implicados en la expresión de la potenciación a largo plazo (LTP-long term potentiation) y la depresión a largo plazo (LTD-long-term depression), considerados los correlatos celulares de la formación de la memoria.

El estudio de los receptores de kainato ha sido complicado hasta el advenimiento de nuevos agentes farmacológicos y la ayuda de técnicas de biología molecular que permitieron demostrar su existencia. A pesar de estos avances, las propiedades de los receptores de kainato continúan siendo poco conocidas. Actualmente, cinco subunidades de receptores de kainato han sido clonadas . Se ha demostrado que tres subunidades del receptor de kainato forman canales iónicos funcionales cuando se expresan homomericamente en sistemas recombinantes mientras que las otras subunidades denominadas KA1 y KA2 al parecer modifican las propiedades farmacológicas y biofísicas de los receptores de kainato restantes (GluR5, GluR6 y GluR7) cuando se coexpresan en sistemas recombinantes o cuando están presentes en neuronas . Por otra parte, la expresión de los genes que codifican para el receptor de kainato están expresados extensamente a través del sistema nervioso, incluyendo la corteza, sistema límbico y cerebelo .

Un trabajo reciente propone que los receptores de kainato pueden también ejercer efectos de carácter metabotrópico, lo que a la luz del conocimiento sobre la fisiología molecular de los receptores es algo sorprendente que abre un nuevo campo de investigación a caminos para la comprensión de las enfermedades producidas por alteraciones de los receptores, las cuales han llamadas canalopatías.

En lo que respecta al receptor de NMDA, este puede ser considerado como una estructura heteromérica con dos tipos de subunidad, la denominada subunidad NR1 y una de cuatro subunidades NR2 (NR2-A-NR2D). La estimulación de los receptores de NMDA es responsable del incremento el calcio intracelular y de la puesta en marcha de la cascada isquémica dependiente de calcio que conduce a la muerte celular, y a los procesos que llevan al daño celular irreversible. A los receptores de NMDA se los relaciona con la mediación de reflejos polisinápticos que participan en el incremento progresivo de la excitabilidad neuronal por estimulación repetitiva de las vías aferentes (fibras C), fenómeno conocido como "Wind Up", el cual probablemente media diferentes estados hiperalgésicos asociados con la inflamación y la neuropatía periférica.Se ha demostrado que la presencia del receptor de NMDA en el espacio sináptico es un prerrequisito para la plasticidad cerebral; los canales de NMDA no solamente son permeables a sodio y a potasio, también son permeables a calcio y bloqueados por magnesio.

Los antagonistas de los receptores de NMDA y los bloqueantes del canal muestran una serie de efectos opuestos, la mayoría de los cuales son predecibles para los papeles fisiológicos de los receptores de NMDA: alteraciones del aprendizaje, ataxia, miorelajación y sedación, también han sido reportados efectos psicomiméticos. Los moduladores de los receptores de NMDA tienen un potencial terapéutico en entidades como: la drogodependencia, la epilepsia, la enfermedad de Parkinson, el accidente cerebrovascular, el dolor. Se ha hipotetizado una posible alteración a la maduración de los receptores de NMDA la cual conduciría a los síntomas sicóticos esquizofrénicos.

Receptores metabotrópicos

En adición a la activación de los receptores ionotropicos, el glutamato también actúa sobre receptores acoplados a proteína G modulando la producción de segundos mensajeros intracelulares, es decir que los receptores metabotrópicos median los efectos lentos del glutamato. Los estudios han revelado que existen al menos 8 subtipos de receptores metabotrópicos de glutamato, y estos a su vez han sido clasificados en tres grupos distintos, basados en su homología de secuencia, farmacología y acoplamiento a mecanismos de señalización intracelular. De esta manera, podemos decir que el primer grupo esta integrado por el subtipo mGluR1 y mGluR5, el cual activa a una fosfolipasa C, mientras que los miembros del segundo (mGluR2 y GluR3) y el tercer grupo (mGluR4, , mGluR6 , mGluR7 y mGluR8) están acoplados negativamente a adenilciclasa, el receptor mGluR6 esta acoplado a la activación de GMPc fosfodiesterasa . Utilizando el bloqueo farmacológico de los receptores metabotrópicos en diferentes especies animales, se ha demostrado que estos juegan un papel vital para la inducción y el mantenimiento de la LTP, lo que conlleva a la prevención de la inducción de la LTP y alteración del aprendizaje (53). Los receptores mGluR1 están localizados principalmente postsinapticamente y sobre los límites de las densidades postsinápticas, desde donde regulan la actividad de los receptores de NMDA y AMPA y la excitabilidad de la neurona postsináptica. Los mGluR2 y mGluR3 están localizados pre- y postsinapticamente, los mGluR3 son hallados también en las células gliales. El tercer grupo es encontrado en las células ON bipolares, funcionando como autoreceptores presinápticos.

Receptores de glutamato y epilepsia

Las convulsiones son alteraciones de funciones neurológicas causadas por el disparo paroxístico de neuronas en sincronía. Una convulsión puede presentarse con una extensa variedad de manifestaciones clínicas, dependiendo de la región y la extensión del área reclutada por la sincronía de patrones de disparo. La epilepsia por otra parte, es una condición de convulsiones intermitentes y recurrentes, usualmente no provocadas y representando una forma crónica de disfunción cerebral. La epilepsia puede ser originada desde lesiones cerebrales hasta una predisposición heredada a padecer convulsiones (38).

Como hemos visto hasta ahora, la neurotransmisión excitadora es mediada por el glutamato y la inhibidora por GABA, principalmente. Una disfunción de algunos de estos sistemas de neurotransmisores puede estar implicados en la generación de la epilepsia; por eso, un desbalance entre la inhibición gabaérgica y la excitación glutamatérgica ha sido asociado con la generación de esta condición patológica en modelos animales y humanos.

El conocimiento de las bases moleculares de la epilepsia es limitado; la investigación en esta área ha permitido identificar un gran número de mutaciones que están presentes en variados síndromes epilépticos en animales y seres humanos y que involucran defectos en canales de calcio, potasio y sodio dependientes de voltage; también se han encontrado alteraciones en los receptores colinérgicos e intercambiadores de sodio/hidrogeno.

Encefalitis de Rasmueesn´s

La encefalitis de Rasmussen es una enfermedad progresiva y catastrófica, de etiología desconocida que comienza en la primera década de la vida afectando a individuos previamente considerados normales. Esta enfermedad está asociada con la lesión de la corteza de sólo un hemisferio cerebral y sigue a unas convulsiones focales unilaterales de carácter intratables, acompañada de déficits neurológicos progresivos y alteración intelectual variable. Entre los hallazgos histopatológicos se encuentran: atrofia hemisférica, pérdida de neuronas corticales y cambios inflamatorios crónicos A nivel molecular se ha encontrado que anticuerpos contra la subunidad GluR3 del receptor AMPA están presentes en muestras de suero de pacientes con esta enfermedad ; también se ha encontrado en esta entidad el primer ejemplo que los anticuerpos pueden conducir a la muerte neuronal por una forma no clásica e independiente del sistema de complemento, vía activación de un receptor membranal para el neurotransmisor, el GluR3.

Enfermedad de Hungtinton

La relación del glutamato con la enfermedad de Huntington viene desde el año 1976 cuando se observó que la inyección de ácido kaínico en el estriado producía lesiones similares a las observadas en muestras de tejidos de pacientes con enfermedad de Huntington . En esta entidad se ha propuesto la participación de un mecanismo de excitoxicidad por la sobreactivación de los receptores de NMDA, que produce un mayor ingreso de calcio y sodio, junto con la activación de los receptores metabotrópicos de glutamato que aumentan la entrada de calcio por medio de la activación de proteína kinasa C acoplada a fosfolipasa. La excitotoxicidad de esta patología también puede ser explicada por una disminución de la recaptación de glutamato por las células gliales o el mecanismo recientemente descrito que involucra la coparticipación de los receptores de NMDA y oxido nítrico, este último actuando como radical libre, y por el cual puede haber lesión neuronal.

Reciente evidencia utilizando un modelo de ratones "Knock out" (ratones modifificados genéticamente), apoya la hipótesis según la cual un incremento en la sensibilidad del receptor de NMDA media fenómenos excitotoxicos; específicamente el subtipo que comprende NR1A y NR2B sería el responsable de la selectiva vulnerabilidad de las espinas neuronales a la neurodegeneración.

En lo que respecta a patologías siquiátricas, la utilización de ketamina, un anestésico que antagoniza al receptor de NMDA, en pacientes esquizofrénicos produce la exacerbación de los síntomas positivos, lo cual ha sido corroborado con estudios de flujo sanguíneo cerebral regional donde la ketamina produce un aumento del flujo sanguíneo en la corteza cingulada anterior, área en la cual existe una mayor densidad de receptores de NMDA y donde existen alteraciones del metabolismo de la glucosa, observadas en pacientes esquizofrénicos Estos datos permiten hipotetizar un supuesto sustrato para las manifestaciones clínicas de la esquizofrenia producidas por la desregulación de la neurotransmisión glutamatérgica en el hipocampo y principalmente de la corteza cingulada anterior.

Conclusión

Finalmente, la investigación permanente nos revela que no podemos subestimar la neurotransmisión glutamatérgica. Hemos visto hasta aquí que los receptores de glutamato están entre las moléculas más importantes implicadas en la comunicación entre neuronas por su gran abundancia y extensa distribución en el sistema nervioso central, jugando un papel importante en la transmisión de señales excitatorias en las sinapsis. Aunque el glutamato y los aminoácidos excitadores relacionados pueden generar toxicidad a las neuronas en el sistema nervioso, se constituyen en excelentes dianas para la potencial acción de medicamentos que controlen enfermedades como la epilepsia, especialmente los antagonistas de los receptores de AMPA y Kainato, en los que a escala experimental se ha encontrado que presentan pocos efectos adversos en comparación con los antagonistas de los receptores de NMDA cuando han sido usados con otros agentes antiepilépticos convencionales . Por otra parte, también se ha sugerido que la sobre-activación de los receptores de NMDA por el amoníaco, puede estar implicada en la fisiopatología de los síndromes hiper-amonémicos como las enzimopatías del ciclo de la urea, Síndrome de Reye y la Falla hepática, donde se hallan alteraciones del tipo de edema cerebral y anormalidades neurológicas severas y aquí precisamente los antagonistas de los receptores de NMDA podrían ser útiles para el tratamiento de las complicaciones neurológicas. Es importante considerar otros padecimientos neurodegenerativos, cuya frecuencia cada día aumenta debido al progresivo envejecimiento de la población mundial: la enfermedad de Alzheimer o la enfermedad de Parkinson donde se han hallado evidencias de la participación activa de los receptores de glutamato durante el desarrollo de estas enfermedades. También ha sido descrita una disminución en la densidad de los receptores de glutamato durante el envejecimiento. Estos hallazgos muestran que el receptor de NMDA disminuye su densidad en áreas corticales, hipocampo y estriado; el receptor de AMPA se encuentra disminuido en la corteza parietal y frontal, hallazgos que se correlacionan con la pérdida progresiva del aprendizaje y la memoria durante el envejecimiento.

El desarrollo y estudio de nuevos moduladores alostéricos que actúen sobre los receptores de glutamato abrirá el camino hacia un mejor tratamiento de las enfermedades donde estén implicados los receptores para la neurotransmisión glutamatérgica.

Digestión

Se llama así, a todo el conjunto de procesos enzimáticos, motores, de transporte, mediante el cual los alimentos son degradados en compuestos más simples para permitir su mejor absorción.

Es el proceso de transformación de los alimentos que son ingeridos en sustancias más sencillas para ser absorbidos. La digestión ocurre tanto en los organismos pluricelulares como en las células, como a nivel subcelular.

El sistema digestivo es muy importante en la digestión ya que los organismos heterótrofos dependen de fuentes externas de materias primas y energía para crecimiento, mantenimiento y funcionamiento. El alimento se emplea para generar y reparar tejidos y obtención de energía. Los organismos autótrofos (las plantas, organismos fotosintéticos), por el contrario, captan la energía lumínica y la transforman en energía química, utilizable por los animales.

En cada paso de la conversión energética de un nivel a otro hay una perdida de materia y energía utilizable asociada a la mantención de tejidos y también a la degradación del alimento en partículas más pequeñas, que después se reconstituirán en moléculas tisulares más complejas.

También es el proceso que los alimentos al pasar por el sistema digestivo lo transforma en nutrientes y minerales que necesita nuestro cuerpo.

Metabolitos

Es cualquier sustancia producida o utilizada durante el metabolismo (digestión). En el uso de drogas, el término generalmente se refiere al producto final que queda después del metabolismo.

Las macroglías

Son células gliales representadas por los oligodendrocitos, los astrositos y las células ependimarias.

2.1 Los oligodendrocitos: Estas células gliales junto con las células de Schwann son responsables de la producción de las vainas de mielina de los axones (rodea a las fibras nerviosas) del SNC. Su función es equivalente a la de la célula de Schwann en los nervios periféricos.

2.2 Los astrositos: Son células gliales en forma de estrella y que presentan diversas funciones:

Pueden participar en el intercambio de metabolitos entre neuronas y la sangre.

Pueden absorber algunos neurotransmisores, como los iones de glutamato, Ej. a nivel de las sinopsis.

Pueden absorber iones de K, por lo que ayudan a regular su concentración extracelular, ej. En axones amielínicos.

NOTA:

• Los metabolitos es cualquier sustancia producida o utilizada durante el metabolismo (digestión). En el uso de drogas, el término generalmente se refiere al producto final que queda después del metabolismo.
  
• Los neurotransmisores son las sustancias químicas que se encargan de la transmisión de las señales desde una neurona hasta la siguiente a través de las sinapsis. También se encuentran en la terminal axónica de las neuronas motoras, donde estimulan las fibras musculares para contraerlas. Ellos y sus parientes cercanos son producidos en algunas glándulas como las glándulas pituitaria y adrenal.
• Un ión es un átomo o grupo de átomos que tienen una carga eléctrica. Los iones con carga positiva se denominan cationes y los que tienen carga negativa se denomina aniones.
• Ión Glutamato. El principal neurotransmisor excitador en el cerebro es el glutamato que ejerce sus acciones a través de receptores ionotrópicos y metabotrópicos, estos últimos constituyen una familia de receptores acoplados a proteína G que unen el GTP a diferentes moléculas de señalización intracelular. La comunicación a través de esos receptores es crítica para la transmisión sináptica normal y contribuye al desarrollo del sistema nervioso y la plasticidad sináptica.

Microglía

La Microglía. Son células gliales que protegen al sistema nervioso central de enfermedades infecciosas debido a su capacidad fagocitaria, se encuentra cerca de los vasos sanguíneos. Son equivalentes a los macrófagos de los tejidos, y que cuando ocurren lesiones o infecciones pueden adquirir propiedades fagociticas. Estas células aparte de proteger al sistema nervioso de virus y microorganismos y de la formación de tumores, también eliminan desechos celulares. Las microglías, son células pequeñas, generalmente estacionarias. En el tejido encefálico inflamado o en degeneración, las microglías aumentan de tamaño, se mueven y ejercen fagocitosis. Ingieren y destruyen microorganismos y restos celulares. Las microglías no están relacionadas, en cuanto a su función y desarrollo, con otras células del sistema nervioso.

Células gliales

Las células gliales o neurogliales El número de neuroglías es muy superior al de las neuronas. A diferencia de las neuronas, las neuronas neurogliales conservan su capacidad de división celular durante toda su madurez. Aunque esta característica las capacita para reemplazarse a sí mismas, también las hace susceptibles a anomalías en la división celular, por ejemplo, el cáncer. Casi todos los tumores benignos y malignos localizados en el sistema nervioso se originan en células neurogliales.

Las células gliales o neuroglías pueden dividirse dentro del sistema nervioso maduro, a diferencia de las neuronas, de manera que cuando ocurre una lesión traumática, por ejemplo, las células gliales se multiplican para llenar los espacios que ocupaban las neuronas.

La neuroglía desempeña diferentes papeles en apoyo de la función neuronal. Se analizarán los cuatro tipos principales de neuroglía:

1. En el sistema nervioso central (SNC): Astrositos, microglía, oligodendrocitos.
2. En el sistema nervioso periférico (SNP): células de Schwann..

En el SNC, se distinguen dos tipos de células gliales:

1.- La Microglía. Son células gliales que protegen al sistema nervioso central de enfermedades infecciosas debido a su capacidad fagocitaria, se encuentra cerca de los vasos sanguíneos. Son equivalentes a los macrófagos de los tejidos, y que cuando ocurren lesiones o infecciones pueden adquirir propiedades fagociticas. Estas células aparte de proteger al sistema nervioso de virus y microorganismos y de la formación de tumores, también eliminan desechos celulares. Las microglías, son células pequeñas, generalmente estacionarias. En el tejido encefálico inflamado o en degeneración, las microglías aumentan de tamaño, se mueven y ejercen fagocitosis. Ingieren y destruyen microorganismos y restos celulares. Las microglías no están relacionadas, en cuanto a su función y desarrollo, con otras células del sistema nervioso.

2.- La Macroglía . Son células gliales representadas por los oligodendrocitos, los astrositos y las células ependimarias.

2.1 Los oligodendrocitos: Estas células gliales junto con las células de Schwann son responsables de la producción de las vainas de mielina de los axones (rodea a las fibras nerviosas) del SNC. Su función es equivalente a la de la célula de Schwann en los nervios periféricos.

2.2 Los astrositos: Son células gliales en forma de estrella y que presentan diversas funciones:

• Pueden participar en el intercambio de metabolitos entre neuronas y la sangre.
• Pueden absorber algunos neurotransmisores, como los iones de glutamato, Ej. a nivel de las sinopsis.
• Pueden absorber iones de K, por lo que ayudan a regular su concentración extracelular, ej. En axones amielínicos.

2.3 Las células ependimarias forman el revestimiento de los ventrículos del encéfalo y del conducto ependimario de la médula espinal, forman parte de la neuroglía

Morfología columnar, en un único estrato. La superficie de la célula que se orienta al ventrículo, suele presentar cilios. La cara opuesta tiene unas fibras para su función conectiva.

Transportation across the cell membrane

Wednesday June 25, 2008

Transportation across the cell membrane

The cell is required for transport across the membrane, because it is important to expel from its internal debris Metabolism and acquire nutrients extracellular fluid, thanks to the ability of the cell membrane that allows the passage or leaving on a selective basis of certain substances.
Did you happened to be that a person smoking near you, as you see these "particles" in spreading suspension will gradually start to breathe? Have you ever wondered why?. The substances in the air are in a constant movement. Thus, the smoke particles move from where they are most concentrated (the smoker) where there is less (you). This phenomenon is called diffusion.
The transport routes across the cell membrane and the basic mechanisms for small molecules are:

Transportation passive or diffusion

The composition of molecules that are inside the cells is different from making up the environment that surrounds them. This is due to the existence of transport mechanisms that capture the substances they are useful to the cell and removes those that are not.. This tells us that the membrane is a "border" selective. But what is dependent transport? Will move all particles by the same mechanisms? Will this affect the transport of particle size, nature or chemical concentration as they are?

The passive transport is the exchange of simple molecules of a substance through the cell membrane, during which no expenditure of energy that brings the cell, because it goes in favour of the gradient of concentration or in favour of gradient of electric charge, that is, a place where there is a large concentration to one where there are lower. The process is carried out by cellular passive dissemination. As such, is the change from one means of further concentration (middle Hypertonic) to another lower concentration (half hypotonic) .
The investigations and our own experience show that the solutes are moving from areas with the highest concentration of the lowest concentration. This allows the cell to incorporate substances that require no expenditure of energy. If the particle is small pass through the membrane without major problems, but instead of the membrane through which it will be different if this is a composite or polar Apollo. In the first case the solutes pass freely through the lipid component of the membrane (for the dual layer). Sustancias apolares como el O2 el CO2 y el N2 lo hacen. Substances apolares as the O2 CO2 and N2 do.This is called diffusion simple.

Dissemination Standard

Some substances are indoor or outdoor cells from across a semi-permeable membrane, and move them inside for Dissemination Standard, being a physical process based on the movement at random. The spread is the movement of atoms, molecules or ions from one region to a higher concentration of concentration without requiring less energy expenditure.
The spread implies not only the movement of particles at random to achieve uniform distribution of the same (and this occurs when the particles come azarosamente are equated with those azarosamente van) but also the potential homogeneous chemical fluid, because there is a semi-permeable membrane that partition of a fluid into two distinct potential chemical, osmotic pressure will be generated from the higher potential chemical (eg pure solvent) to the lowest (eg solute and solvent) until both partitions are equivalent or hydrostatic pressure balances the osmotic pressure.

-Diffusion-supplied

It is the largest movement of molecules that can not pass through the cell membrane and need help from a protein or other mechanisms (exocytosis) to spend on the other side. Also called diffusion-mediated carrier because the substance transported in this way is rarely able to cross the membrane protein without a specific carrier who can help. It differs from the mere dissemination through conduits that while the extent of spread of simple diffusion increases in proportion to the concentration of the substance that spreads in the spread provided the magnitude of diffusion is approaching a maximum (Vmax), by increasing the concentration of the substance.

The polar solutes (ions as Na +, K + or larger molecules such as glucose and amino acids enter through its component molecules interact with lipid apolares. These proteins can be channels of transport or transport proteins.

- Filtration

Leaching is the movement of water and dissolved molecules through the membrane due to the hydrostatic pressure generated by the cardiovascular system. Depending on the size of the pores of the membrane, only solutes with a certain size can pass through the membrane. For example, the pores of the membrane of the capsule Bowman clusters in the kidney, are very small, and only albumin, the smallest of proteins, have the ability to be filtered through it. Moreover, the pores in the membranes of the hepatocytes are extremely large, so a wide variety of solutes can cross.

- Osmosis

Osmosis is a special kind of passive transport in which only water molecules are transported across the membrane. The movement of water is made from a point where there is greater concentration of one to match lower concentrations. According to the medium he finds a cell, Osmosis varies. The role of osmosis is to keep hydrated in the cell membrane. This process does not require energy expenditure. In other words osmosis or osmosis is a phenomenon consisting of the passage of a dissolution of the solvent from an area of low concentration of solute to a high concentration of solute, separated by a semipermeable membrane. browniano. Linked to the Brownian motion.

Osmosis in an animal cell

In half isotonic, there is a dynamic equilibrium, namely the constant passage of water.

• In half hypotonic, the cell absorbs water and swollen to the point where it can explode giving rise to cytolysis.
• In half Hypertonic, the cell removes water and wrinkle arriving dehydrated and dying, it's called Crenation.

Osmosis plant in a cell

In half isotonic, there is a dynamic equilibrium.

• In half hypotonic, the cell absorbs water and fill their vacuoles increasing pressure from swelling.
• In half Hypertonic, the cell removes water and the volume of the vacuole decreases, causing the cell membrane that is takeoff of the cell wall, the happening Plasmolysis

Transport assets

It involves the transport of substances against a concentration gradient, which requires an expenditure of energy. In most cases this is done active transport at the expense of a gradient of H ⁺ (potential electrochemical proton) previously created on both sides of the membrane processes by photosynthesis and respiration, for hydrolysis of ATP by ATP hydrolases membrane (F1F0). The transportation assets varies intracellular concentration and this leads a new movement of osmotic rebalancing by hydration. Transport systems are active among the most abundant bacteria, and have been selected evolutionarily because in their natural environments the majority of prokaryotes are on a permanent or transitory with a low concentration of nutrients.

NOTE: Perm: permeases.
Protein or group of proteins that facilitates the transfer of a solute (biomolecules, or protein ions) on one side or another of a biological membrane through a mechanism of active transport (energy expenditure).
Observations: belong to the class 2 (transferases) or 3 (hydrolases) from the classification of the IUBMB. The oligopéptido-permeases, for example, catalyses the reaction following:
ATP + + H2O = oligopéptidoexterior ADP + + oligopéptidointerior phosphate.
The common name of the latter enzyme is Oligopeptide-transporting ATPase (oligopéptidos transporting ATPase) and belongs to the subcategory of the IUBMB EC 3.6.3.23.

Transport systems are based on active and specific permeases inducidles. The way in which energy is coupled with metabolic transport of solute has not yet been elucidated, but generally handles the assumption that permeases, once captured the substrate with high affinity, experiencing a conformational change dependent on energy that makes them lose this affinity, which is releasing the substance inside the cell.

The active transport of molecules across the cell membrane takes place in upward direction or against a concentration gradient (chemical gradient) or against an electric pressure gradient (electrochemical gradient), ie the passage of substances from half just to concentrate a very concentrated.To move these substances against the tide is necessary input of energy from the ATP. The proteins are active carriers transport ATPase activity, which means they can split the ATP (adenosine phosphate Tri) to form ADP (two Phosphates) or WAP (phosphate) with release of energy links high-energy phosphate. Commonly obserban are three types of carriers:

• Uniport: are proteins that carry a molecule in a single direction across the membrane.

• Antiportadores: proteins include transporting a substance in one direction while simultaneously carrying another in the opposite direction.

• Simportadores: are proteins that carry a substance along with other, often a proton (H ^+).

Bomb sodium and potassium

It is found in all cells of the body, which was responsible for carrying potassium ions that are able to enter cells into the interior of these, giving a negative internal and cargo at the same time pumps sodium ions from inside to outside of the cell (axoplasma ), However the number of Na ⁺ ions (positively charged), both against gradient does not exceed that of negatively charged ions resulting in a load internal negative. In case of neurons in sleep this difference in charges on both sides of the membrane is called membrane potential or sleep.

When transportation asset is directly attached to the energy expended, is said to be primary. An example is the pump Na + / K + ATPPasa that couples transport Na + outwards with the transport of K + into the interior (antiporte) both against its gradient, the process takes place with consumption of ATP. This activity keeps the membrane potential and makes it possible functioning transport processes active secondary.

The animal cells maintain concentrations of Na + and K + intracellular that differ greatly from the extracellular.

	East intracellular	East extracellular
Na +	20 mmol / L	150 mmol / L
K +	140 mmol / L	4 mmol / L

Concentrations intra and extracellular Na + and K +

Responsibility for maintaining such a difference in concentrations of the pump is Na +-K + ATPase, pumping K + + Na inwards and outwards of the cell. Basically works as shown below.

Outline of the pump sodium potassium ATPase.

1. The ATP phosphorylation pump which is linked to sodium (3iones).

2. The union group phosphorylation it reduces the affinity for sodium, which is discharged to the environment and increases the extracellular affinity for potassium.

3. Potassium ions (2 ions) environmental extracellular join the protein.

4. Hydrolysis of link-protein phosphorylation allows the protein to revert to its original configuration and acquire high affinity for sodium and lower affinity for potassium. The latter is poured the cytoplasm.

5. Three sodium ions bind to the protein and resumed the cycle.

Transportation active secondary or cotransporter

Some molecules are transported against the gradient, taking advantage of a situation created by a primary active transport.

Many molecules, glucose and the amino acids enter the cell through a transport coupled with the entry of Na +, as presented in the figure below.

It is the transport of substances that are normally not cross the cell membrane such as amino acids and glucose, whose energy required for transportation stems from the gradient of concentration of sodium ions from the cell membrane (Bomb Glucose / Sodium ATPase).

• Bomb calcium: It is a protein of the cell membrane of all eukaryotic cells. Its role is to transport calcium ion (Ca ^{2 +)} outside the cell, thanks to the energy provided by ATP hydrolysis, in order to maintain the low concentration of Ca ^{2 +} in the cytoplasm that is about ten thousand times lower than in the external environment, necessary for the normal functioning of cells. It is known that variations in the concentration of intracellular Ca ^{2 +} (second messenger) are produced in response to various stimuli and are involved in processes such as muscle contraction, gene expression, cell differentiation, secretion, and a number of functions neurons. Given the variety of metabolic processes regulated by the Ca ^{2 +,} an increased concentration of Ca ^{2 +} in the cytoplasm can cause an abnormal functioning of the same. If the increasing concentration of Ca ^{2 +} in the aqueous phase of the cytoplasm is approximately one tenth of the external environment, the metabolic disorder produced leads to cell death. Calcium is the most abundant mineral in the body, in addition
  

The transportation asset What happens with the molecules that the cell must capture the medium and who are at a level lower than in the interior of herself? When sales of the cinema hall after seeing a movie can haberte happened that the departure is a "passive" given that your move is in part facilitated by the rest of the others who push in the same direction: exit . But imagine that when you are about to leave you realize you've forgotten briefcase, in those circumstances you must go back and move in the opposite direction effort to recover your garment. Clearly, the effort required in the latter situation is greater than the output. In other words, lower concentration to higher concentration.

What kind of transport would each situation? Can you explain the difference in terms of spending power in both processes?

How substances in the cell mobilizes against gradient? Why?

It is for this fact that the cell has a different composition intra and extracellular. Since the movement of particles is directed from the region of lower concentration towards more concentrated, the cell must expend energy transportation asset is carried out by transport proteins from the membrane. The ATP provides the energy required for this process to degrade to ADP and inorganic phosphate.

Transportation macromolecules or particles

The macromolecules or large particles are introduced or expelled from the cell by two mechanisms:

Endocytosis

The cellular endocytosis is the process by which the cell moves inside large molecules (macromolecules) or particles, encompassed by a invaginación its cytoplasmic membrane, forming a gall which then emerges from the cell wall and incorporates the cytoplasm. This gall, called endosome then merges with a lysosome to carry out the digestion of vesicular content.

There are two processes:

• Pinocitosis involves ingesting liquids and solutes through small blisters.

• Fagocitosis involves the ingestion of large particles that are covered in large blisters (phagosome) emanating from the cell membrane.

See animation

Exocytosis

It is the expulsion of substances such as insulin through the fusion of vesicles with the cell membrane.

The cell exocytosis is the process by which the vesicles in the cytoplasm merge with the cytoplasmic membrane, releasing their contents.

The exocytosis is observed in many different secretory cells, both in the function of excretion in the endocrine function.

Also involved in exocytosis the secretion of a neurotransmitter in the synaptic gap, to enable the spread of nerve impulse between neurons. The secretion chemical triggers a depolarization of the membrane potential, from the axon of the cell station towards dendrite (or elsewhere) of the recipient cell. This neurotransmitter is then retrieved by endocytosis to be reused. Without this process, there would be a failure in the transmission of nerve impulse between neurons.

Exocytosis from the Greek exo outside and citing cell. The exocytosis is the process by which cells expel a compound (usually a chemical messenger) to the exterior of its membrane.

The blisters clear release neurotransmitters that arrive to contain the potential for action to the button terminal. The depolarization of the membrane causes calcium channels open and calcium from outside (Ca2 ⁺⁾ pass inside. he calcium channels are very similar to sodium channel that changed the heartbeat of the frog Loewi, except that (as its name indicates) they are permeable to calcium rather than sodium. These calcium channel that open to allow a small amount of ions entering the axonal button, the amount of calcium ions in the interior is called calcium ion concentration [Ca ^{2 +]} _i. The ion concentration in the cytoplasm of axonal button is very small, around the 0.0002 mM 0.0002 mM ,But a few nanometers of the active zone presináptica calcium can reach inside the membrane levels as high as 0.3 mM 0.3 mM . Enough for the blisters unloaded their precious cargo in a process called exocytosis.

The membrane vesicle merges with the membrane of the active zone presináptica, allowing the neurotransmitter discharges into the groove. The exocytosis occurs at a tremendous speed, the time at which calcium ions penetrate the button at the time of discharge takes less than two milliseconds. This speed is partly due to calcium ions penetrate the active zone, exactly where the blisters await anchored. The mechanism by which the increase of Ca ^{2 +} triggers the process of exocytosis represents a stimulant gap of ignorance in neuroscience, as a result powerful lights have been focused on this process.

Because of its speed, it is assumed that the blisters are not only anchored off the active zone but somehow have already taken some preliminary steps and are ready to download. Se cree que in the process of anchoring specialized proteins (Snare) bind the vesicle with the active zone, to change the means by the chemical increase in [Ca ^{2 +]} _i modify the snare its formation and thus the dual layer Lip of the gallbladder and the membrane presináptica merges forming a pore that allows the neurotransmitter escape into the cleft. The continuous pore opening to the point where the gallbladder is totally incorporated in the membrane presináptica. At this point the process of exocytosis conclude endocytosis and starts, during which the vesicular membrane is recovered by the neuron.

Outline of synapses. The calcium channel, blue, button depolarization terminal allowing the neurotransmitter, acetylcholine in this case (Ach), is released and activate the freceptores in green.