TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVES DE LA MEMBRANA CELULAR. Gershom Axel Roque Rojas Estudiante de la C.A.P. Medicina Humana

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Yolanda Castilla Poblete
hace 6 años
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1 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVES DE LA MEMBRANA CELULAR Gershom Axel Roque Rojas Estudiante de la C.A.P. Medicina Humana

2 Composición química de los líquidos Extracelular e intracelular: diferencias

3 Responda a esta interrogante Como es posible que se produzca esta diferencia en la concentración de distintas sustancias a cado lado de la membrana? Por mecanismos de transporte a cado lado de la membrana celular

4 Mecanismos de transporte y proteínas transportadoras

5 La membrana celular 4 % 25 % 55 % 13 % El grueso de la membrana es de 7.5 a 10 nanómetros Capa bilipídica actúa como una barrera Proteínas tienen propiedades muy especiales: ruta alternativa Proteínas de los canales: espacios acuosos, iónicos y moleculares: Proteínas transportadoras: Carriers

6 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVES DE LA MEMBRANA CELULAR Se realiza básicamente por 2 mecanismos: Difusión Transporte activo

La Difusión Es el movimiento aleatorio de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a una región de menor concentración Se realiza a

7 La Difusión Es el movimiento aleatorio de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a una región de menor concentración Se realiza a través de los espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con un carrier Se produce importante cantidad de energía (calor) dado por el propio movimiento

9 Difusión a través de la membrana celular Se divide en 2 subtipos: Difusión Simple Difusión facilitada

10 Difusión simple el movimiento cinético de las moléculas o de los iones, se produce a través de una abertura de la membrana o a traves de espacios intermoleculares sin interacción de carriers

11 Difusión simple: características Depende de: Cantidad de sustancia disponible Velocidad del movimiento cinético Numero y tamaño de las aberturas de la membrana

12 Difusión de sustancias liposolubles a traves de la capa bilipídica: principio de la liposolubilidad O2, N, CO2, alcohol

13 Difusión simple de oxígeno

14 Difusión de agua y otras moléculas insolubles en lípidos a traves de canales proteicos Aquaporinas

15 Ejemplo de difusión de agua La cantidad de agua que difunde en las dos direcciones a través de la membrana del eritrocito durante cada segundo es 100 veces mayor que el volumen del propio eritrocito

16 Otros ejemplos Por ejemplo la urea tiene un diámetro 20% mayor que el de agua ya pesar de ellos su penetración a través de los poros de la membrana celular es aproximadamente veces menor que la del agua

17 Difusión a través de los poros y canales proteicos y activación de estos canales

18 Difusión a través de los poros y canales proteicos y activación de estos canales Los canales proteicos tiene 2 características importantes: Permeabilidad selectiva Tienen compuertas

19 Permeabilidad selectiva de los canales proteicos Características de la selectividad: Diámetro Forma Naturaleza de las cargas eléctricas Enlaces químicos

20 Permeabilidad selectiva de los canales proteicos 0,3 x 0,5nm de diámetro aminoácidos 0,3 x 0,3nm de diámetro +

22 Activación de los canales proteicos Proporciona un medio para controlar la permeabilidad iónica de los canales 2 mecanismos Activación por voltaje Activación química por ligandos

23 Activación por voltaje -

24 Activación química por ligandos Acetilcolina Canal de la Acetilcolina (-) 0,65nm Unión de sustancia química a proteína: cambio conformacional de la molécula de la proteína

25 Estado abierto frente a estado cerrado de los canales activados Gradiente de potencial transmembrana de 25 mv Pinzamiento zonal de membrana 1 o 2 um

Difusión facilitada o difusión mediada por un transportador Es la difusión de moléculas específicas a través de la membrana celular con la ayuda de moléculas transportadoras

26 Difusión facilitada o difusión mediada por un transportador Es la difusión de moléculas específicas a través de la membrana celular con la ayuda de moléculas transportadoras (proteínas) La difusión facilitada comprende el movimiento de sustancias a favor de un gradiente de concentración Sin embargo, las sustancias se mueven más rápido que en la difusión simple

27 Diferencia entre difusión simple y facilitada

28 Que limita la velocidad de la difusión facilitada? Glucosa Galactosa Aminoácidos

29 La insulina permite que las células capten glucosa activando al transportador GLUT4 Transportador GLUT4 Receptor con actividad tirosincinasa

Factores que influyen en la velocidad neta de la difusión facilitada Diferencia de concentración Difusión neta proporcional: (Ce Ci) Efecto del potencial

30 Factores que influyen en la velocidad neta de la difusión facilitada Diferencia de concentración Difusión neta proporcional: (Ce Ci) Efecto del potencial eléctrico: potencial de Nernst FEM (mv)=+- 61 log C1/C2 Diferencia de presión Presión: suma de fuerzas que chocan contra una unidad de superficie en un momento dado

direcciones a través de la membrana del eritrocito

31 Osmosis: introducción Cada segundo difunde normalmente una cantidad suficiente de agua en ambas direcciones a través de la membrana del eritrocito igual a aproximadamente 100 veces el volumen de la propia célula

32 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

33 Osmosis proceso de movimiento neto del agua que se debe a la producción de una diferencia de la concentración del agua

34 Presión osmótica la cantidad exacta de presión necesaria para detener la osmosis

35 Presión osmótica Diferencia de presión a través de la membrana en este punto es igual a la presión osmótica de la solución que contiene el soluto no difusible

36 Concentración molar La presión osmótica que ejercen las partículas de una solución esta determinada por el numero de partículas por unidad de volumen de liquido Concentración molar: concentración de la solución en función del numero de partículas

37 Presión osmótica: factor determinante el factor que determina la presión osmótica de una solución es la concentración de la solución en función del número de partículas

38 Osmolalidad: El Osmol Osmol: es el peso molecular-gramo de un soluto osmóticamente activo Se usa para expresar la concentración de una solución en función del numero de partículas (en lugar de gramos)

39 Osmolalidad: El Osmol Ejemplos: 100 g de glucosa = 1 osmol de glucosa 58.5 de ClNa = 2 osmoles Entonces: 1 solución que tiene 1 osmol de soluto disuelto por cada Kg de agua tiene una osmolalidad de un osmol por Kg 1 solución que tiene 1/1000 osmoles disueltos por Kg tiene una osmolalidad de 1 miliosmol por Kg

40 Osmolalidad: El Osmol Osmolaridad normal del LEC y LIC = 300 miliosmoles por kg de agua Es difícil medir los kg de agua de una solución para determinar la osmolalidad Osmolaridad : concentración osmolar expresada en osmoles por litro de solución

41 Relación entre osmolalidad y presión osmótica A temperatura normal de 37 grados centígrados: Una concentración de 1osmol/l producirá una presión osmótica de mmhg en una solución Una concentración de 1 miliosmol/l es igual a una presión osmótica de de 19.3 mmhg 19,3 x 300 = 5790 mmhg (presión osmótica)

42 Relación entre osmolalidad y presión osmótica Sin embargo: el valor medio es de solo 5500 mmhg Por lo tanto la presión osmótica real en promedio en los líquidos corporales es de aproximadamente : 0,93 veces el valor calculado

43 Osmolaridad

44 Transporte activo: introducción

45 Transporte activo Transporte de moléculas o iones en contracorriente, en contra de un gradiente de concentración, eléctrico o de presión Requiere una alta fuente de energía

46 Transporte activo Incluyen el transporte de: Sodio Potasio Calcio Hierro Hidrógeno Cloruro Yoduro Urato Diversos azúcares Aminoácidos

47 División Se divide en 2 tipos según el origen de la energía: Transporte activo primario Transporte activo secundario

48 Transporte activo primario La energía procede directamente de la fragmentación del ATP o de algún otro compuesto de fosfato de alta energía (fosfato de creatina)

49 Transporte activo secundario La energía procede secundariamente de la energía que se almacenó en forma de diferencia de concentración iónica entre los dos lados de la membrana celular que se generó originalmente en el transporte activo primario

50 Diferencia esencial entre difusión facilitada y transporte activo Transporte activo: el carrier imparte energía a la sustancia transportada para moverla contra el gradiente electroquímico

51 Transporte activo primario Sustancias que se transportan: sodio, potasio, calcio, hidrógeno, cloruro y otros iones

52 Transporte activo primario: Bomba sodio-potasio Beta PM Alfa PM

53 Bomba Na-K: características

54 Importancia de la bomba sodio-potasio Controlar el volumen de todas las células Proteínas y moléculas orgánicas con carga negativa Bomba electrógena

55 Bomba electrógena

56 Bomba de calcio 2.4 meq/l meq/l

57 Transporte de hidrógeno Células parietales del estómago

58 Transporte de hidrógeno

59 Energética del transporte activo primario Depende de la concentración de la sustancia durante el transporte Energía (calorías x osmol)=1400 log C1/C2 Así: La cantidad de energía necesaria para concentrar 10 veces 1 osmol de una sustancia es de aproximadamente 1400 calorías Para concentrar 100 veces =2800 calorías

60 Transporte activo secundario: cotransporte Importante en los intestinos y riñones

61 Contratransporte Transporte en una dirección opuesta al ion primario Contratransporte sodio-calcio en casi todas las células Contratransporte de sodio-hidrógeno: Túbulos proximales de los riñones Na Ca

63 Transporte activo a través de una capa celular Se refiere al transporte de sustancias a través de todo el espesor de una capa celular en lugar de una membrana celular Epitelio intestinal Epitelio de los túbulos renales Epitelio de las glándulas exocrinas Epitelio de la vesícula biliar Membrana del plexo coroideo

64 Transporte activo a través de una capa celular

66 Resumen

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