- CONCEPTO Y TIPOS
Nutrición
es la obtención de materia y energía del medio y su posterior
transformación en forma útil para la célula.
Existen
dos estrategias para obtener la materia y la energía.
- Los autótrofos (fabrican su alimento) utilizan la energía luminosa, en general, para transformar la materia inorgánica (CO2, H2O y sales minerales) en monómeros que sirven como fuente de materia y energía utilizable por la célula.
- Los heterótrofos (se alimentan de otros) precisan materia orgánica (alimentos) elaborada por otros seres vivos que primero son incorporados al medio interno celular y luego transformados en monómeros, utilizables por la célula para fabricar su propia materia y liberar la energía que contienen para la realización de las funciones vitales.
La
nutrición
heterótrofa
consta de una serie de fases; La Ingestión
es la incorporación de los alimentos a la célula a través de la
membrana plasmática por difusión simple, difusión facilitada,
transporte activo, endo, pino o fagocitosis, según el tamaño y
naturaleza de los alimentos. Algunos protozoos presentan incluso
una“boca”. La
Digestión Intracelular
por la acción de los enzimas digestivos que contienen los lisosomas
que transforman los polímeros en monómeros que pasan al citoplasma.
Metabolismo celular por
el que los monómeros producidos durante la digestión, en el
citoplasma se integran en unas reacciones químicas que conducen a
su degradación, su rotura, en el catabolismo
para obtener energía, o se incorporan como tales para formar los
polímeros celulares, son las reacciones del anabolismo
que precisan energía
para unir los monómeros. El metabolismo es igual para autótrofas y
heterótrofas, diferenciándose, solamente en la forma de obtener los
monómeros. Los restos indigeribles de la digestión formaran un
cuerpo residual
que “puede” ser vertido al exterior por exocitosis a través de
la membrana.
- INGESTIÓN
La
incorporación de los alimentos al interior celular se realiza por
unos mecanismos de membrana que dependen del tamaño de los mismos.
Las pequeñas moléculas son introducidas por difusión
simple o facilitada
sin consumo de
energía, siempre de mayor a menor concentración, a favor del
gradiente electroquímico o por transporte
activo con consumo de
energía a favor o contra gradiente de concentración y/o eléctrico
como ya describimos al hablar de la membrana plasmática.
El
transporte de macromoléculas-moléculas de gran tamaño- como virus
o bacterias, no penetran en la célula por los mecanismos de
transporte ya descritos, lo hacen por endocitosis.
En
el proceso de Endocitosis,
la membrana plasmática de la célula se invagina y engloba
partículas del exterior formando una vesícula que pasa al interior
como vesícula de endocitosis. Este es un proceso activo, consume
energía y para el que las células poseen en su cara externa unos
receptores específicos para cada macromolécula a las que se unen,
una vez unidos, los receptores difunden lateralmente hasta unas zonas
deprimidas de la membrana donde se acumulan, invaginando la membrana
hasta estrangularse por la acción de unas proteínas contráctiles
de su cara interna, con actividad ATPasica, se forman las vesículas
de endocitosis.
Según
el tamaño de las macromoléculas a introducir y de las vesículas
subsiguientes se habla de Pinocitosis
(célula que bebe) para los líquidos y pequeñas partículas sólidas
que realizan todas las células. Fagocitosis,
es la ingestión de partículas de gran tamaño que forman grandes
vesículas o vacuolas
de fagocitosis
visibles incluso al microscopio óptico, este tipo de endocitosis la
realizan los protozoos heterótrofos o ciertas células
especializadas de los pluricelulares, como los glóbulos blancos,
macrófagos y neutrófilos que ingieren partículas extrañas. La
fagocitosis se produce tras la formación de seudópodos
(evaginaciones transitorias del citoplasma y de la membrana celular)
que rodean las partículas que van a ser ingeridas hasta originar una
vesícula de fagocitosis.
La
exocitósis
sería el proceso contrario a las anteriores, utilizado por las
células para expulsar sustancias en vesículas, típica de las
células secretoras. Las vesículas
de secreción
(procedentes del A. de Golgi, aunque su contenido puede proceder del
R. E. y/o A. de Golgi) son transportadas intracelularmente por unos
microtúbulos y terminan por fusionarse con la membrana plasmática
gracias a interacciones con los microfilamentos de actina de la
membrana. Su finalidad es secretar sustancias (glándulas exo y
endocrinas) del glicocáliz, de la pared celular vegetal, excreción
de los desechos de la digestión intracelular (en los pluricelulares
se conservan en el interior de la célula como cuerpos residuales)
Estos
mecanismos de transporte están basados en las propiedades de los
lípidos de la membrana, autosellado
para la endo y pinocitosis y autoensamblaje
para la exocitosis por los que las membranas se acortan o alargan sin
perder continuidad como ya vimos al estudiar la membrana.
- DIGESTIÓN INTRACELUAR Y EGESTIÓN:
La
realizan los lisosomas que son pequeñas vesículas membranosas
llenas de enzimas digestivas hidrolasas
ácidas, rompen con
H2O
aquellos enlaces que la desprenden durante su formación,
glucosílico, peptídico, ester, la mayoría de los enlaces en la
materia orgánica. Estas enzimas son fabricadas en el R.E.R. y
completan su formación en el Ap. De Golgi. Posee un PH ácido (4-5)
gracias a la actividad de una ATPasa de su membrana que bombea H+ a
su interior hidrolizando ATP. La membrana de los lisosomas está
revestida interiormente de proteínas glucosiladas que la protegen de
sus propias proteasas. Son los lisosomas
primarios que se
desprenden del Ap. de Golgi por gemación y su acción puede ser de:
- Heterofagia; Cuando se digieren materiales exógenos para su digestión intracelular como nutrición en unicelulares y pluricelulares primitivas, pero también como forma de defensa (leucocitos), limpieza (pulmón) o la reabsorción renal. Los lisosomas primarios se fusionan con una vacuola heterófágica.
- Autofagia, común a todas las células animales y vegetales, se distingue de la heterofagia en el origen de las vacuolas digestivas que ahora se llaman de autofagia para la digestión de sus orgánulos dañados o envejecidos para lo que son envueltas en membrana del retículo endoplásmico o de Golgi… es la regeneración celular, también durante la apoptosis (muerte celular programada) durante la metamorfosis y también durante ayunos prolongados.
En
cualquier caso, el lisosoma primario se fusiona con una vacuola de
auto o heterofagia formándose un lisosoma
secundario donde
ocurre la digestión intracelular, la conversión de polímeros en
monómeros gracias a los enzimas digestivos. Los monómeros,
materiales aprovechables para la célula, salen al citoplasma gracias
a la permeabilidad de estas membranas; quedando dentro los restos
indigeribles junto a las hidrolasas, formando cuerpos
residuales que son
eliminados por exocitosis al medio acuático donde viven los
unicelulares, mientras que en los pluricelulares deben permanecer en
la célula pues su contenido ácido y enzimático dañaría las
estructuras extracelulares. Estos cuerpos residuales se fusionan
haciéndose de gran tamaño; acumulan un pigmento pardo, lipofucsina,
y restos indigeribles e indefecables. Este estreñimiento crónico
de las células de los pluricelulares parece jugar un papel destacado
en el envejecimiento celular.
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