Estructura General de la membrana plasmática 1 La membrana plasmática separa el citosol del espacio extracelular. De acuerdo con el “Modelo del Mosaico Fluido”, su matriz o entramado básico es una bicapa lipídica en la cual se encuentran embebidas las proteínas integrales de membrana ( glicoproteínas ). Dibujo tomado de http://encyclopedia.thefreedictionary.com/cell+membrane Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Estructura General de la membrana plasmática 2 La composición de las membranas es muy variable dependiendo del tipo celular. También existen diferencias importantes debidas a determinadas patologías. También existen diferencias entre las membranas de distintos orgánulos celulares y la membrana plasmática Composición de la membrana plasmática : En la membrana plasmática existen 3 componentes fundamentales : Lípidos, Proteínas y Glícidos. Los glícidos están en forma de gliciproteínas y glicolípidos. Membrana % Proteína % Lípido % Carbohidrato Mielina 18 79 3 Plasmática de Eritrocito humano 49 43 8 Mitocondrial interna 76 24 Datos de la Tabla : Molecular Cell Biology . Lodish et al Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Estructura General de la membrana plasmática 3 La composición de la bicapa lipídica también es muy variable. Esencialmente podemos diferenciar 3 tipos de Lípidos : Fosfolípidos, Glucolípidos y Colesterol Los Glucolípidos son un componente minoritario de las membranas plasmáticas. Representa en torno al 10 % en eritrocitos sobre el total de lípido de membrana (porcentaje de peso / peso de lípido). Los componentes mayoritarios de la bicapa lipídica son los Fosfolípidos y el Colesterol. Lípido % en Eritrocito % en Mielina Acido Fosfatídico 1.5 0.5 Fosfatidilcolina 19 10 Fosfatidiletanolamina 18 20 Fosfatidilserina 8.5 Fosfatidilinositol 1 Esfingomielina 17.5 Glucolípidos 26 Colesterol 25 Estos valores se refieren a porcentaje de peso / peso de lípido Datos de la Tabla : Bioquímica Voet & Voet. Ed. Omega Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Estructura General de la membrana plasmática 4 Composición de las membranas de diferentes orgánulos celulares MP eritr hepat RER REL EN GOL Lis Mit OM Mit IM Proteínas 60 58 70 65 80 Lípidos Totales 40 42 30 35 20 Acido Fosfatídico 1 0.5 Fosfatidil-colina 31 24 55 54 33 47 44 Fosfatidil-etanolamina 15 11 16 19 13 23 Fosfatidil-serina 7 9 3 3.5 2 Fosfatidil-inositol 4 8 6 Fosfatidil-glicerol Cardiolipina 5 Esfingomielina 14 10 2.5 Glucolípios Colesterol 25 7.5 Otros Tabla Tomada de : http://webvision.umh.es/docencia/confsvivos/ Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Estructura General de la membrana plasmática 5 Esto quiere decir que la ratio Ch / PL ( Colesterol / Fosfolípido ) , cuando se expresa en % peso sobre lípido total es aproximadamente : ratio = 25% / 65% = 0.385 ratio Ch/PL = 25% / 65% = 0.385 Sin embargo esta forma de expresar la ratio entre dos moléculas que tienen un papel estructural no es muy acertada. Es mas correcto el uso de la ratio molar; es decir, la proporción moles de Colesterol / moles de Fosfolípidos ratio Ch/PL = moles de Colesterol / moles de Fosfolípidos El Colesterol (C27H46O ) tiene un Peso Molecular MW = 386.65 Un Fosfolípido como la 1-Oleoil-2-palmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (C42H82NO8P) tiene un Peso Molecular MW = 760.08 El Peso Molecular de este Fosfolípido es casi el doble que el del Colesterol Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Estructura General de la membrana plasmática 6 En la siguiente tabla podemos ver los valores obtenidos para esta relación molar en Eritrocitos humanos, y como esta relación molar se modifica en algunas patologías. En este trabajo se compara la composición de membrana de eritrocitos en personas normales y pacientes con una patología hepática. Vemos que los normales tienen una ratio de Ch/PL = 0.85, mientras en los enfermos alcanza un valor Ch/PL = 1.05 Es decir que el número de moléculas de Colesterol es normalmente algo menor a las de Fosfolípidos, pero en algunos estados patológicos puede ser superior al de moléculas de Fosfolípidos. Datos de la Tabla : James S. Owen,’ K. Richard Bruckdorfer, Richard C. Day, and Neil McIntyre. Journal of Lipid Research Volume 23, 1982 Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Estructura General de la membrana plasmática 7 En la siguiente Tabla vemos como cambia la relación Ch / PL de un tipo celular a otro Aquí podemos ver las diferencias en la ratio Ch / PL entre Eritrocitos normal ( 0.87 ) y la de Plaquetas del mismo origen ( 0.57 ), semejante al que han publicado otros autores para los Sinaptosomas ( 0.52 ). Datos Tabla : James S. Owen,' Ronald A. Hutton, Richard C. Day, K. Richard Bruckdorfer, and Neil McIntyre Journal of Lipid Research Volume 22, 1981 Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Estructura General de la membrana plasmática 8 Los cambios en la proporción de Colesterol en la membrana tienen como consecuencia cambios en la fluidez de la misma. Vemos como el índice de fluidez de la membrana L.O.P. ( indice que aumenta cuando disminuye la fluidez ) aumenta de una forma lineal con el incremento en la ratio Ch/PL. Es decir, la fluidez disminuye linealmente al aumentar la concentración de Colesterol. Palabras “difíciles” : Jaundice : Ictericia Datos de la Figura : James S. Owen,’ K. Richard Bruckdorfer, Richard C. Day, and Neil McIntyre. Journal of Lipid Research Volume 23, 1982 Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Estructura General de la membrana plasmática 9 Los incrementos en la proporción de Colesterol en la membrana hacen a estas mas rígidas y frágiles. Las células pueden verse afectadas en su forma. En la fotografía pueden verse Eritrocitos cuyas membranas han sido enriquecidas en Colesterol. FIGURE 7 Scanning electron micrographs of cholesterol-rich red cells. All cells are from the same preparation. The range of morphologic variation is shown. Fotografías tomadas de : R A Cooper, E C Arner, J S Wiley, and S J Shattil. J Clin Invest. 1975 January; 55(1): 115–126. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid