MEMBRANAS CELULARES F LV

INTRACELULAR VS EXTRACELULAR Contiene principalmente iones Na+, Cl- y bicarbonato, nutrientes como, glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. INTRACELULAR Contiene principalmente iones K, Mg, PO4.

Homeostasis Definición: Conjunto de procesos regulatorios que mantienen las composiciones del LIC y del LEC en estado estable.

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. Membrana Celular

Membrana Celular

Membrana Celular PROTEINAS: Integrales (toda la membrana) canales estructurales (poros), proteínas transportadoras, bombas, receptores Periféricas (ancladas a la superficie de la membrana, en la parte interna y unidas a las integrales), enzimas u otro tipo de reguladores. Otras como parte del glucocálix y del citoesqueleto. Membrana Celular

Membrana Celular Carbohidratos (glucocáliz celular) Se encuentran en forma de glucoproteínas y glucolípidos. La porción gluco, sobresale hacia el exterior de la célula. Posee proteoglicanos (sustancias hidrocarbonadas unidas por pequeños grupos proteícos)

Membrana Celular 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

Expresión de tipos de proteínas La membrana celular expresa el mismo tipo de proteinas en todas las células?? NO, de acuerdo a la función Neuronas: más canales de Na+ Músculo liso: menos canales de Na+

Cómo atraviesan la membrana las diferentes sustancias? Lipofílicas no cargadas (> coeficiente de Difusión.): atraviezan la capa lipídica (O2, CO2). Polares pequeñas (> coeficiente de Dif.): por poros intermoleculares (H2O). Hidrofílicas o polares grandes: a través de un transportador (glu, aa) o canal (iones).

Transporte Pasivo Transporte activo Cuáles son los principales procesos por los que las sustancias atraviezan las membranas celulares? Transporte Pasivo Difusión simple Difusión facilitada Osmosis Filtración Dialisis Transporte activo

Características del transporte activo Ocurre en contra del gradiente electroquímico (t.a.) Requiere de un transportador (t.f. y t.a.) Está limitado por la velocidad y es saturable (t.f. y t.a.) Requiere de ATP para obtener energía (t.a)

Tipos de Transporte Activo PRIMARIO: requiere energía de la hidrólisis del ATP, o de otro enlace fosfato. SECUNDARIO: la energía deriva de la diferencia de concentración creada por transporte activo. Cotransporte Contratransporte

Transporte activo primario Bomba de 3Na+/2K+ ATPasa: Su inhibición (> [Na+] en el LIC) por glucósidos cardiacos aumenta la fuerza contráctil del corazón. Bomba de Ca++ ATPasa: mantiene baja la [Ca] en el LIC (10 -7 M). Bomba de H+/K+ ATPasa: bombea [H+] del LIC a la luz del estómago. Su inhibición reduce la [H+]

Bomba de Na+/K+ ATPasa Se encuentra en todo tipo de célula Es una proteina integral (transmembranaria) Transporta corriente, es electrogénica En reposo contribuye a 45% de nuestros gastos energéticos Es responsable de las concentraciones intra y extra celulares de Na+ y K+

Transporte activo secundario COTRANSPORTE (glu, aa) Na+ 3Na+ 2K+ glu glu

Transporte activo secundario CONTRATRANSPORTE (3Na+/2Ca++) fenómenos de contracción muscular. (Na+/H+) previene la acidificación del LIC. 3Na+ Ca++ Na+ H+

OSMOSIS Se refiere a la difusión simple del H2O a favor de su gradiente de concentración.

Presión Osmótica Es la presión ejercida por las partículas en solución. Provee el gradiente de [H2O] para la difusión de [H2O]. P x V = R x T x m (M = C x V) P = R x T x C C, depende de g y de s g = #de partículas/mol (osm/mol) s = facilidad de un soluto para atravezar una membrana (coef. de reflexión) s =1, impermeable al soluto; s =0, 100% permeable al soluto

OSMOLARIDAD OSM = g . C g = número de partículas/mol (osm/mol) C = concentración (mM/L)

OSMOLARIDAD Una concentración de glucosa de 20 mmol/l, con un coef. de reflexión de 0.9, generará un mayor flujo de agua que una concentración de urea de 50 mmol/l, con un coef. de reflexión de 0.2 (V o F ??) Una concentración de urea de 150 mmol/l, con un coef. de reflexión de 1, generará un mayor flujo de agua que una concentración de NaCl de 145 mmol/l, con un coef. de reflexión de 1 (V o F ??)

OSMOLARIDAD glucosa=20x1.0x0.9 = 18 urea = 50x1.0x0.2 = 10 La glucosa. glucosa = 20 mmol/l, coef. de reflexión = 0.9, urea = 50 mmol/l, coef. de reflexión = 0.2 glucosa=20x1.0x0.9 = 18 urea = 50x1.0x0.2 = 10 La glucosa. urea = 150 mmol/l, coef. de reflexión = 1, NaCl = 145 mmol/l, coef. de reflexión = 1 urea = 150x1.0x1.0 = 150 NaCl= 145x2.0x1.0 = 290 El NaCl generará un mayor flujo de agua

El flujo osmótico a través de una membrana celular disminuye si... Disminuye la permeabilidad de la membrana a las partículas en solución Disminuye la diferencia de concentración de las partículas a través de la membrana Ambas son verdaderas Ninguna es verdadera

El flujo osmótico a través de una membrana celular disminuye si... Disminuye la permeabilidad de la membrana a las partículas en solución Disminuye la diferencia de concentración de las partículas a través de la membrana Ambas son verdaderas Ninguna es verdadera

Potencial de membrana Es la diferencia de potencial generada cuando un ión se difunde siguiendo su gradiente de concentración. No genera cambios en la concentración del ión.

Potencial de equilibrio Dada una diferencia de concentración y una membrana semipermeable, se genera una diferencia de potencial (potencial de difusión). La carga que se transporta a un lado de la membrana retarda y luego detiene la mayor difusión del ión.  El POTENCIAL DE EQUILIBRIO se opone o equilibra exactamente a la tendencia de la difusión de un ión a seguir la diferencia de concentración.

Potencial de equilibrio Se calcula mediante la Ecuación de NERNST E = -2.3 RT log 10 (Ci) zF (Ce) 2.3 RT/F = cte. 60 mV a 37 oC Z = carga del ión En el potencial de equilibrio, el flujo neto de iones a través de la membrana es cero.

Potencial de membrana en reposo (de -50 a -90 mV) Es la diferencia de potencial entre el exterior y el interior de la célula en reposo. Es el potencial promedio debido a la difusión de todos los iones que pueden atravesar la membrana. Porqué es negativo??

Potencial de membrana en reposo Porqué es negativo?? La membrana en reposo es de 20 a 100 veces más permeable al K+ que a los otros iones. El K+ se mueve del LIC al LEC y deja un exceso de cargas negativas hacia el lado citoplasmático de la membrana celular. La bomba de Na+/K+ genera negatividad adicional (5 a 20%).

Canales iónicos Son vías celulares con filtros de selectividad y con compuertas que los ponen en estados conformacionales funcionales diferentes: REPOSO: cerrado, pero disponible para su apertura por estímulos químicos o eléctricos. ACTIVADO: abierto, permite el paso de una corriente iónica. INACTIVADO: cerrado, y NO disponible para su abertura

Cambios en el potencial de membrana. DEFINICIONES DEPOLARIZACION: el potencial cambia de -90 mV hacia O mV (menos polarizado) UMBRAL: nivel de potencial donde suficiente depolarización ha ocurrido para generar un potencial de acción. REPOLARIZACION: el potencial vuelve de O mV hacia -90 mV (se polariza de nuevo) HIPERPOLARIZACION: el potencial se vuelve más negativo (se polariza) que el potencial de reposo

Potencial de acción umbral +50 mV depolarización repolarización -50 depolarización repolarización -50 hiperpolarización -100 msec 1 2

Cambios de Na+ y K+ durante el potencial de acción Un potencial de acción se refiere a la serie de cambios de potencial DEPOLARIZACION: Se abren las compuertas m, se activan los canales de Na+, fluye Na+ hacia el LIC REPOLARIZACION: Se abren las compuertas n, se activan los canales de K+, fluye K+ hacia el LEC

Na+ K+ h n m B LEC A A LIC C B Filtros de selectividad COMPUERTAS C Per. Refrac. Relativo Per. Refrac. Absoluto (*) (*) Filtros de selectividad COMPUERTAS C h n m

La importancia del K+ Cambios de K+ en el LEC alteran el potencial de equilibrio y el potencial de reposo A < K+ en el LEC, > gradiente de concentración  Un potencial de equilibrio más (-), hiperpolarización A más (-) el potencial de equilibrio Más (-) el potencial de reposo

La importancia del K+ Porqué una disminución del K+ en el LEC provocaría debilidad muscular? Porque el potencial de reposo se encontraría mucho más lejos del UMBRAL, lo que retrasaría el inicio del potencial de acción.

Porqué se activan los canales de Na+ antes de los de K+ en respuesta al estímulo de depolarización?

Porqué se activan los canales de Na+ antes de los de K+ en respuesta al estímulo de depolarización? Porque los canales de Na+ son más sensibles al cambio de voltaje que los canales de K+ Los canales de Na+ se activan en presencia de potenciales de membrana más negativos.

Cómo difieren los potenciales de acción de una célula nerviosa, cardiaca y de músculo liso?