Membrana citoplasmática

Qué es la membrana citoplasmática

La membrana citoplasmática es la bicapa de fosfolípidos con proteínas asociadas que envuelve el citoplasma de toda célula, eucariota o procariota, y actúa como frontera selectiva entre el medio intracelular y el entorno. Ninguna célula viva carece de ella: junto con el material genético, es uno de los dos rasgos que definen a un organismo como celular.

Dos raíces distintas, cada una con su propia historia, componen el nombre. Membrana procede del latín membrum (miembro, parte del cuerpo) y en origen designaba la piel fina que recubre una extremidad; su uso está documentado en español desde 1450, aunque el sentido histológico moderno se atribuye al anatomista francés M. F. Bichat, hacia 1800. Citoplasmática deriva de citoplasma, término acuñado en 1863 por el histólogo suizo Albert von Kölliker a partir del griego κύτος (kýtos, "cavidad") y πλάσμα (plásma, "algo moldeado"). La unión de ambas raíces describe, con bastante literalidad, la envoltura de lo que forma la célula.

Composición y organización

Desde el punto de vista químico, la membrana citoplasmática es una lámina de 7 a 10 nanómetros de grosor formada por dos capas de fosfolípidos enfrentadas: las cabezas hidrofílicas miran hacia el citoplasma y hacia el medio extracelular, mientras que las colas hidrofóbicas quedan recluidas en el interior de la bicapa, lejos del agua. En ella se insertan proteínas integrales, que atraviesan todo su espesor, y proteínas periféricas, ancladas solo a una de sus caras.

El colesterol se intercala entre los fosfolípidos de las membranas animales y modula su fluidez (la mantiene estable tanto en frío como en calor), mientras que los hidratos de carbono, unidos a proteínas o a lípidos, forman en la cara externa una capa llamada glucocáliz, encargada del reconocimiento entre células. Esta disposición corresponde al modelo del mosaico fluido, propuesto en 1972 por Singer y Nicolson, que sustituyó al modelo en emparedado que Davson y Danielli habían planteado en 1935. La base de ambos modelos, la existencia de una bicapa lipídica, se apoya en experimentos anteriores que se detallan en la entrada dedicada a la bicapa lipídica.

Además de delimitar la célula, la membrana citoplasmática regula el tránsito de sustancias mediante mecanismos de transporte pasivo y transporte activo, participa en la endocitosis y la exocitosis, y aloja receptores que permiten a la célula responder a señales químicas del entorno, desde hormonas hasta neurotransmisores.

La membrana en procariotas y en eucariotas

Todas las células, con núcleo o sin él, están rodeadas por esta membrana: es lo primero que se forma cuando una célula se divide y lo último que desaparece cuando muere. En los textos de histología animal, "membrana citoplasmática", "membrana plasmática" y "membrana celular" se emplean como sinónimos exactos, sin que exista entre ellos ninguna diferencia estructural.

En bacteriología, sin embargo, el término tiene un uso más preciso. Las bacterias grampositivas poseen una sola membrana citoplasmática, rodeada por una pared de peptidoglicano. Las gramnegativas, en cambio, se consideran didérmicas: además de la membrana citoplasmática interna, poseen una segunda membrana externa, y entre ambas queda un espacio periplásmico con una capa fina de peptidoglicano. Esta arquitectura de doble membrana es uno de los motivos por los que ciertas familias de antibióticos, las polimixinas entre ellas, actúan de forma distinta según el tipo de pared bacteriano que encuentran.

Diferenciación con otras estructuras

Conviene no confundir la membrana citoplasmática con la pared celular. La pared es una cubierta rígida, externa a la membrana, formada por celulosa en las plantas, quitina en los hongos o peptidoglicano en las bacterias; existe en estos organismos y falta por completo en las células animales. La membrana, en cambio, es flexible, está presente en todos los tipos celulares sin excepción y no aporta rigidez estructural por sí misma.

Las membranas que envuelven a los orgánulos (mitocondrias, retículo endoplásmico, aparato de Golgi) comparten con la membrana citoplasmática la misma organización básica en bicapa, pero no la composición: la membrana interna de la mitocondria, por ejemplo, contiene hasta un 76% de proteínas, muy por encima de lo habitual en una membrana citoplasmática típica. La proporción varía mucho según el orgánulo y el tipo celular.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llama "membrana citoplasmática"?

El nombre recoge sus dos componentes: la lámina (membrana, del latín membrum) que envuelve al citoplasma (del griego kýtos y plásma, acuñado como término científico por Kölliker en 1863). No alude a ninguna propiedad especial de esta membrana frente a otras membranas biológicas: describe, simplemente, dónde se encuentra.

¿Es lo mismo que la membrana celular o la membrana plasmática?

Sí. Las tres expresiones designan idéntica estructura y se usan como sinónimos en la literatura de histología, aunque cada una se ha impuesto en tradiciones distintas: "membrana plasmática" es más frecuente en biología celular, "membrana celular" en textos divulgativos y "membrana citoplasmática" en microbiología.

¿Tienen membrana citoplasmática las bacterias?

Todas. Es la única membrana que poseen las bacterias grampositivas; las gramnegativas suman, además, una membrana externa que las grampositivas no tienen. Esta diferencia explica por qué algunos antibióticos resultan eficaces frente a un grupo y no frente al otro.

¿Qué diferencia hay con la pared celular?

La pared celular es una estructura rígida, externa a la membrana citoplasmática, que aporta forma y resistencia mecánica; está hecha de celulosa, quitina o peptidoglicano según el organismo. La membrana citoplasmática, en cambio, es flexible y universal: la tienen todas las células, incluidas las que carecen de pared, como las animales.

Referencias

1. Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI, NIH). Membrana celular (membrana citoplasmática). Glosario de términos genómicos y genéticos.
2. Atlas de Histología Vegetal y Animal, Universidad de Vigo. La célula: Membrana celular.
3. Atlas de Histología Vegetal y Animal, Universidad de Vigo. Modelo de membrana celular.
4. SciELO Chile. Implicancias estructurales y fisiológicas de la célula bacteriana en los mecanismos de resistencia antibiótica.