clase 01 - fisiologia del medio interno
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FISIOLOGÍA DEL MEDIO INTERNOMG. NADIA MENESES GOMEZ
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FISIOLOGÍA HUMANA Estudia la función de los seres vivientes Conoce y entiende los procesos vitales Explica los factores físicos y químicos responsables de la configuración del
organismo a lo largo del origen, el desarrollo y la progresión de la vida.
ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DEL CUERPO HUMANO Niveles:
Químico: Atomos (C, H, O, N, Ca, K, Na) y moléculas (proteínas, carbohidratos, grasas y vitaminas) esenciales para mantenimiento de la vida.
Celular: Unidad estructural y funcional básica.
Tisular: Tejidos, grupos de células similares.
Sistémico: Diferentes órganos unidos para desempeño de una función.
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ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL CUERPO HUMANO Y CONTROL DEL MEDIO INTERNO
La unidad básica del cuerpo es la célula Cada célula tiene una función específica
ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DEL CUERPO HUMANO
Niveles: Químico: Atomos (C, H, O, N, Ca, K, Na) y
moléculas (proteínas, carbohidratos, grasas y vitaminas) esenciales para mantenimiento de la vida.
Celular: Unidad estructural y funcional básica.
Tisular: Tejidos, grupos de células similares.
Sistémico: Diferentes órganos unidos para desempeño de una función.
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Mantenimiento del organismo dentro de límites que le permiten desempeñar una función de manera adecuada.
HOMEOSTASIS
Medio externo variable
intracelular
intracelular
Medio interno constante
Excreción
Absorción
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Los alveolos pulmonares captan nuevo O2 y eliminan el CO2
Los riñones mantienen constantes las concentraciones de iones y liquido y eliminan las sustancias de desecho.
Hígado, tejido adiposo, riñones o mucosa digestiva modifican o almacenan las sustancias absorbidas.
El aparato locomotor permite al organismo desplazarse.
Sistema nervioso y endocrino regulan las funciones corporales.
TODOS LOS ÓRGANOS Y SISTEMAS TRABAJAN PARA MANTENER LA HOMEOSTASIA:
CONDICIONES ESENCIALES DEL MEDIO INTERNO:
Concentración óptima de gases, elementos nutritivos, iones y agua. Condiciones físicas: Tº y Presión óptimas Volumen óptimo
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ALTERACIÓN DE LA HOMEOSTASIA: ENFERMEDAD
Diferentes situaciones pueden originar un desequilibrio del medio interno y comprometer la funcionalidad del organismo:
• Externos: Calor, frío, traumas mecánicos, o escasez de oxígeno
• Internos: Ejercicio, presión arterial alta, dolor, tumores, ansiedad.
• Situaciones Extremas: Hemorragias, intoxicación, exposición a dosis excesivas de radiaciones. Infección grave. Operaciones quirúrgicas
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REGULACIÓN DE LA HOMEOSTASIS
Sistema Nervioso: Detecta alteraciones y envía señales en forma de impulsos nerviosos que producen cambios rápidos.
Sistema Endocrino: Detecta cambios y a través de la sangre envía los reguladores químicos (hormonas). Estos cambios son lentos.
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ORIGEN DE LOS NUTRIENTES EN EL LIQUIDO EXTRACELULAR
• PulmonesCaptan el oxigeno del ambiente a través de los alveolos y los capilares lo difunden a la sangre
• Aparato digestivoAbsorben los nutrientes y es llevado a la sangre como por ejemplo: hidratos de carbono, ácidos grasos y agua
• HígadoEncargado de cambiar la composición química de las sustancias para que sean utilizables (forma activada)
• Aparato locomotorMovilidad y protección frente al entorno.
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ELIMINACIÓN DE LOS PRODUCTOS FINALES METABÓLICOS
• PulmonesLiberan dióxido de carbono desde la sangre a los alveolos, el movimiento respiratorio lleva el dióxido de carbono hacia la atmosfera
• RiñonesTiene la característica de la filtración de la sangre elimina del plasma diversas sustancias como: urea, acido úrico, exceso de agua, iones, dióxido de carbono
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LÍQUIDO EXTRACELULAR
• Origen de los nutrientes Sistema Respiratorio: El O2
Tracto Gastrointestinal: Hidratos de Carbono, ácidos grasos y aminoácidos
Hígado: Órgano que se encarga de la conversión de algunas sustancias hacia formas manejables.
Sistema muscular esquelético: Movilidad para autoprotección, mantenimiento de la temperatura y obtención de alimento
• Eliminación de los productos finales del metabolismo: Pulmones: Elimina CO2
Riñones: Elimina úrea, ácido úrico, excesos de iones y agua
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SISTEMAS DE CONTROL DEL ORGANISMO
• El organismo tiene muchos sistemas de control, los mas importantes es el control genético que actúa en todas las células para mantener el control del intracelular y el extracelular.
• Dentro de los órganos existen diversos sistemas de control que cumplen la función de regular la interacción entre ellos. Ejemplo:
El hígado y el páncreas regulan los niveles de glucosa en el liquido extracelular
Los riñones regulan las concentraciones de hidrogeno, sodio, potasio, fosfato y otros iones del liquido extracelular
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REGULACIÓN DE LA PRESIÓN ARTERIAL• Sistema barorreceptor:
Es de acción rápida Ubicado en la bifurcación de las carótidas, cayado aórtico Se estimulan cuando se estira la pared arterial
Sistema barorreceptor en PA BAJA
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SISTEMAS DE RETROALIMENTACIÓN• Definición:
Ciclo de eventos monitorizados constantemente y enviados a la región central
• Componentes: Centro de control: Determina el punto de mantenimiento de alguna
función: ej. Presión arterial, frecuencia cardiaca, temperatura etc.
Receptor: Monitoriza cambios producidos y envía información (impulso aferente). Ante cambios (stress) considerados como estimulo.
Efector: Recibe mensaje (impulso eferente) y emite una respuesta (efecto)
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La mayoría de los sistemas de control actúan mediante mecanismos de retroalimentación
• Tipos:
1. Negativos: Si la respuesta invierte el estímulo original. El más habitual: regulación de la glucemia, Pº arterial, concentración de gases sanguíneos, regulación endocrina.
2. Positivos: cuando la respuesta potencia el estímulo original. Es mucho menos frecuente y puede llevar a “circulos viciosos”. Ej.: Coagulación Sanguínea, inducción del parto.
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CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL
RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA
RETROALIMENTACIÓN POSITIVA
• Sistema de Barorreceptores• Sistemas Hormonales:
Hormonas tiroideas
• Parto• Cascada de coagulación
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MEDIO INTERNO• Es el medio aislado que protege a la célula, es el liquido
extracelular
• Tiene iones y nutrientes para el mantenimiento de la vida celular
• Condiciones especiales del medio interno: Concentración optima de gases, elementos nutritivos y agua Temperatura óptima Volumen óptimo
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MEDIO INTERNO:LÍQUIDO EXTRACELULAR E INTRACELULAR
• 65-75% del peso total del cuerpo humano es líquido.
• Se encuentra en constante movimiento
• Contiene iones y nutrientes para mantenimiento de la vida celular
Compartimento intracelular: Líquido en el interior de las
células. 2/3 líquido total
Compartimento extracelular: 1/3 líquido total 2 subdivisiones:
o Plasma sanguíneoo Fluido intersticial
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EXTRACELULAR INTRACELULAR• Altos niveles de lo
siguiente:• Na, Cl, HCO3, O• Glucosa • Ácidos grasos• Aminoácidos• Dióxido de carbono
• Altos niveles de lo siguiente:
• K, Mg, PO4
Regulación de sustancias va desde las células a pulmones y riñones para ser excretados
Los mecanismos de transporte mantienen el equilibrio entre el intracelular y el extracelular
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COMPOSICIÓN DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES
LEC (plasma + intersticial) LICNa+ 142 mEq/LK+ 4 mEq/LCa+ 2.4 mEq/LCl- 103 mEq/LHCO3
- 28 mEq/LFosfatos 4 mEq/LGlucosa 90 mg/dLAminoácidos 30 mg/dL
Na+ 10 mEq/LK+ 140 mEq/LCa+ 0.0001 mEq/LCl- 4 mEq/LHCO3
- 10 mEq/LFosfatos 75 mEq/LGlucosa 0 a 20 mg/dLAminoácidos 200 mg/dL
• El líquido intersticial tiene una composición muy parecida a la del plasma, pero tiene una concentración muy baja de PROTEÍNAS
• El plasma contiene gran cantidad de proteínas (albúmina, p.e.).
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TRANSPORTE DE LIQUIDO EXTRACELULAR
• Etapa 1: movimiento de la sangre por el cuerpo mediante vasos sanguíneos
• Etapa 2: movimiento entre los capilares sanguíneos y en los espacios intercelulares
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COMPARTIMENTO O FLUIDO INTRACELULAR• El cuerpo tiene 60% de agua, el compartimento intracelular es el 40% del peso
corporal en litros• El fluido intracelular es primariamente una solución de potasio, aniones
orgánicos, proteínas, etc.• La membrana celular y el metabolismo celular controlan sus constituyentes
• El Fluido extracelular es el 20% del peso corporal en litros
• Se divide en: Fluido intersticial: esta alrededor de las células pero no circula Plasma: fluido que circula como componente extracelular de la sangre Fluido transcelular: se trata de un set de fluidos que están fuera de los
compartimentos normales como LCR, jugos digestivos, saliva liquido sinovial y peritoneal.
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPARTIMENTOS• Todos los compartimentos o fluidos se encuentran en equilibrio osmótico.• Los iones y pequeños solutos que constituyen el LEC estas en equilibrio con
similares concentraciones en cada subcompartimento.• El volumen del LEC es proporcional al contenido total de sodio.
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DISTRIBUCIÓN DEL AGUA SEGÚN EDAD• En niños pequeños: el agua comprende aproximadamente entre el 70 %
y 80% del peso corporal.
• En adultos varones: es aproximadamente el 60% del peso corporal Mujeres: es aproximadamente el 50% del peso corporal ( mas grasa y
menos agua)
AGUA: FUNCIONES• Soporte o medio donde se realizan las reacciones químicas• Amortiguador: térmico• Transporte de sustancias• Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos• Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos• Puede intervenir como reactivo en reacciones de metabolismo aportando
hidrógenos o hidroxilos al medio
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MOVIMIENTOS DE LOS FLUIDOS• Osmosis• Osmolaridad
• Presión Osmótica• Presión Oncótica
• Osmosis: flujo de agua a través de una membrana semipermeable desde un compartimento donde la concentración de solutos es más baja hacia otro donde la concentración es mayor
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• La osmolaridad (concentración osmolar) depende del nº de partículas y se expresa en mOsm/L
• Presión osmótica (p): Es la presión necesaria para detener el flujo de agua a través de una membrana semipermeable: Fuerza necesaria para evitar la osmosis. La presión osmótica es: indirectamente proporcional a la cantidad de solución.
OSM = g.Cg = número de partículas/mol (osm/mol)C = concentración (mM/L)
UNIDAD DE MEDIDAOsm/L
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• Las soluciones hipertónicas son aquellas, que con referencias al interior de la célula, contienen mayor cantidad de solutos .
• Las hipotónicas son aquellas, que en cambio contienen menor cantidad de solutos.
• Las soluciones isotónicas tienen concentraciones equivalentes de solutos y, en este caso, al existir igual cantidad de movimiento de agua hacia y desde el exterior, el flujo neto es nulo (NaCl 0,9 %; Glucosa 5 %)
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COMPOSICIÓN DEL PLASMA: MEQ/LLEC, pH = 7.4 (Osm = 290 mOsm/l) // LIC, pH
= 7.15
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Presión Oncótica• O también llamada presión coloidosmótica• Es la presión que ejercen las proteínas en el plasma tiene la
propiedad de requerir agua • Entonces: > [ ] > PRESIÓN ONCÓTICA > CANTIDAD DE
AGUA
Presión Hidrostática• Es la fuerza hidrostática de agua que empuja contra las
membranas celulares Sistema vascular:
Presión hidrostática: es la presión sanguínea generada en los vasos
La filtración ocurre cuando el agua es empujada a través de la membrana capilar al espacio intersticial
• Es parcialmente balanceada por la presión oncótica El movimiento neto de agua es parcialmente balanceada por
las fuerzas oncóticas de las proteínas del plasma que jala el agua hacia los capilares
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• Difusión.• Difusión facilitada.
• Filtración.• Transporte activo.
MECANISMOS A TRAVÉS DE LOS CUALES EL AGUA Y LOS SOLUTOS PASAN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR• Transporte pasivo
La energía del movimiento proviene de las mismas partículas Difusión simple Difusión facilitada
• Transporte activo Requiere energía y proviene de la actividad de un
transportador cuyo combustible es el ATP BOMBAS DE NA –K ATPASA
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DIFUSIÓN• La difusión es el movimiento neto de sustancia (líquida o
gaseosa) de un área de alta concentración a una de baja concentración.
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DIFUSIÓN POR CANALES IÓNICOS• A través de una bicapa lipídica y mediante canales proteicos
insertos en la membrana.• La velocidad depende de la [ ] de la molécula transportada• Los canales pueden permanecer abiertos o cerrados de forma
constante según el estímulo eléctrico (voltaje) o de alguna sustancia (hormonas, ligando, ca++)
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DIFUSIÓN FACILITADA• Esta mediada por transportadores o carriers que facilitan el
tráfico transmembrana. • Esta mediado por proteínas insertas en la bicapa lipídica• El movimiento es pasivo de una zona de alta a una de baja • Sufren un cambio conformacional para transportar la molécula • Poseen un limite de transporte y dependen de señales como
hormonas• ejemplo: los transportadores de glucosa que dependen de la
de insulina
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TRANSPORTE ACTIVO• Depende de ATP• Ocurre contra gradiente de Requiere de un transportador
especializado• Esta limitado por la velocidad y es saturable
• T. A. Primario Utiliza la hidrólisis de ATP
• T. A. Secundario La energía deriva de la diferencia de concentración
generada por el transporte activoo COTRANSPORTE (transporte simporte)o CONTRATRANSPORTE (transporte antiporte)
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TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO
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TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO: COTRANSPORTE
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FACTORES QUE AFECTAN LA DIFUSIÓN A TRAVÉS DE MEMBRANAS
• LIPOSOLUBILIDAD: Cuanto más liposoluble sea un soluto, más fácilmente será atravesado por la membrana.
• PRESENCIA DE TRANSPORTADORES: Si hay transportadores que permitan la difusión facilitada, se podrá atravesar la membrana plasmática.
• TAMAÑO DE LOS POROS: Cuanto más grande sean, más fácilmente entrará el producto.
• TAMAÑO REAL DE LOS IONES: A veces, los iones se juntan con moléculas de agua, de forma que pueden ser más grandes que los poros.
• CARGA ELÉCTRICA DE LOS IONES: Los iones se mueven según su gradiente de concentraciones hasta que se equilibra el gradiente eléctrico.
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FISIOLOGÍA CELULAR
• Determinación de las funciones de cada uno de los sistemas orgánicos
• Relación entre estructura y función• Divisiones:
FISIOLOGÍA
Fisiología Celular Fisiología Sistémica S. Nervioso S. Muscular S. Endocrino S. Cardiovascular S. Respiratorio S. Renal S. Reproductor S. Digestivo
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ESTRUCTURA FÍSICA DE LA CÉLULA• Denominadas organelas:
Membrana celular
Membrana nuclear
Retículo endoplásmico
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Lisosomas
Centriolos
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ESTRUCTURA FÍSICA DE LA CÉLULA Cubierta membranosa (lípidos y proteínas):
Membrana plasmática Membrana del RE Membrana mitocondrial Membrana de los lisosomas y Ap. Golgi
Poros: para el paso de sustancias a través de la membrana
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ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS DE LA CÉLULA Compuestas por:
Lípidos y proteínas
Comprenden: Membrana celular Membrana nuclear Membrana del retículo endoplásmico Membrana mitocondrial Lisosomas Aparato de golgi
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MEMBRANA CELULAR Características:
Delgada y elástica (7.5-10 nm grosor)
Formada en mayor proporción por proteínas y lípidos 55% proteínas 25% de fosfolípidos 13% de colesterol 4% de otros lípidos 3% de hidratos de carbono
Estructura básica, bicapa lipídica (2 moléculas de grosor). Parte hidrofóbica (porción ácido graso) e hidrofílica (porción fosfato)
Grandes moléculas de proteínas globulares intercalándose a lo largo de la lámina lipídica.
Constituye una barrera fundamental impermeable a iones, glucosa y urea. El O2, CO2 y alcohol (liposolubles) atraviesan esta porción de la membrana con facilidad.
Posee moléculas de colesterol que se encuentran disueltas en la bicapa lipídica. Contribuye a la determinación del grado de permeabilidad a los constituyentes hidrosolubles de los líquidos corporales.
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PROTEÍNAS: Conformadas por Glucoproteínas. Tipos de proteínas:
Integrales (toda la membrana): proporcionan canales estructurales (poros), proteínas transportadoras, enzimas.
Periféricas (ancladas a la superficie de membrana, en la parte interna y unidas a las integrales), actúan como enzimas u otro tipo de reguladores.
CARBOHIDRATOS (GLUCOCÁLIZ CELULAR) Se encuentran en forma de glucoproteínas y glucolípidos. La porción
gluco, sobresale hacia el exterior de la célula. Posee proteoglicanos (sust. hidrocarbonadas unidas por pequeños grupos
proteícos) Funciones de las moleculas de
hidratos de carbono (glucocáliz): Están cargadas
negativamente. Punto de anclaje con otras
células Actúan como receptores de
membrana, activando a los segundos mensajeros
Participan en acciones inmunitarias
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EL CITOPLASMA Y ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS Citosol: fracción soluble compuesto por proteínas, electrolitos
y glucosa
Organelas intracelulares: Retículo endoplásmico:liso y rugoso Aparato de Golgi Lisosomas y peroxisomas Mitocondrias
Dispersos: glóbulos de grasa neutra, glóbulos de glicoproteínas, ribosomas y vesículas secretorias
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RETÍCULO ENDOPLASMICO Consta de:
Estructuras tubulares y vesículares aplanadas
Estructuras interconectadas Paredes formadas por bicapa
lipídica membranosa que contiene grandes cantidades de proteínas y similar a la membrana celular
El interior de túbulos y vesículas contiene la matríz endoplásmica. (conectado con el espacio entre las dos membranas de la doble membrana nuclear)
Posee: Ribosomas y retículo
sarcoplásmico rugoso (granular) Retículo endoplásmico agranular o
liso
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RIBOSOMAS Y RETÍCULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO
Ribosomas: Se encuentran anclados a las
superficies externas de muchas regiones del retículo endoplásmico. Estas zonas se conocen como: Retículo endoplásmico rugoso o granular.
Compuestos por una mezcla de ARN y proteínas (participan en la síntesis proteíca de las células)
Retículo endoplásmico agranular o liso: Parte del reticulo endoplasmico Carece de ribosomas acoplados Actúa en la sintesis de sustancias
lipídicas y otros procesos enzimáticos celulares.
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APARATO DE GOLGI Características:
Íntimamente relacionado con el retículo endoplásmico Posee membranas celulares parecidas a las del retículo
endoplásmico liso. Consta de un apilamiento de cuatro o mas capas de vesículas
cerradas, planas y delgadas próximas al núcleo Es importante en células secretoras. Estas expulsan las
sustancias a secretar Conjuntamente con el retículo endoplásmico forman los
lisosomas, vesículas secretoras u otros componentes citoplasmáticos.
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LISOSOMAS Organelas vesiculares formadas en el aparato de Golgi y dispersas
a lo largo del citoplasma. Proporcionan un sistema digestivo intracelular (sustancias y
estructuras intracelulares, especialmente las dañadas, partículas alimenticias ingeridas por las células)
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MITOCONDRIA Ubicada en el citoplasma
celular Responsable del
metabolismo energético Composición:
2 membranas o bicapa lipídica
Membrana interna tiene plegamientos múltiples formado compartimentos para las enzimas oxidativas Enzimas oxidativas:
Provocan la oxidación de nutrientes formando CO2 y agua liberando moléculas de energía (ATP).
ATP: adenosin trifosfatoImportante para la función celular ubicado en el intracelular como puede difundir al extracelular
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NÚCLEO: CENTRO DE CONTROL DE LA CÉLULA Membrana nuclear Nucleolo Cromatina:
a) Contiene grandes cantidades de ADNb) Genes: determinan las características de las proteínas
estructurales, enzimas intracelulares y la reproducción celular