(Principios y bases fisiológicas) Apoyo Temático: Sesión 3 (Principios y bases fisiológicas) Ulare - Fisiología 2017 - Prof. Pablo Bizama Pommiez

Transporte a través de la I Transporte a través de la membrana celular La estructura básica de la membrana celular es una bicapa lipídica, consistente en una delgada lámina de lípidos de sólo 2 moléculas de grosor que es continua a lo largo de la superficie celular. A lo largo se intercalan grandes moléculas de proteínas globulares.

TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE ELEVADA MASA MOLECULAR TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR ÓSMOSIS FAGOCITOSIS DIFUSIÓN SIMPLE ENDOCITOSIS TRANSPORTE PASIVO PINOCITOSIS DIFUSIÓN FACILITADA MEDIADA POR RECEPTOR EXOCITOSIS BOMBA Na - K TRANSPORTE ACTIVO TRANSCITOSIS OTRAS BOMBAS

TRANSPORTE PASIVO

Difusión La difusión es el movimiento neto de sustancias (líquidas o gaseosas) de un área de alta concentración a otra de baja concentración. Requiere de la existencia de un “gradiente de concentración”. Se produce movimiento de moléculas hasta que el sistema alcanza el equilibrio, eliminando el gradiente de concentración y distribuyendo las moléculas uniformemente. Tipos Simple: Movimiento a favor de una gradiente de concentración Sustancias liposolubles cruzan la bicapa lipidica Hay presencia de canales acuosos Facilitada: Existe interacción de las moléculas con proteínas transportadoras

Anhídrido carbónico (CO2) Fármacos liposolubles Difusión simple Algunas moléculas pequeñas y sin carga eléctrica atraviesan la bicapa lipídica a favor del gradiente de concentración. Por ejemplo: La difusión finaliza cuando se igualan las concentraciones en ambos compartimentos. Oxígeno Nitrógeno Anhídrido carbónico (CO2) Alcohol (etanol) Urea, Fármacos liposolubles

Corresponde a transporte pasivo y no requiere de energía (ATP). Ocurre a través de la bicapa lipídica (inespecífico) y por canales proteicos (específico) Ocurre a favor de gradiente La capacidad de difundir a través de la bicapa depende de: Gradiente de concentracíón Permeabilidad de membrana La temperatura La superficie de la membrana Difusión Simple

Difusión simple de gases durante la hematosis

Difusión simple de gases a nivel tisular

Difusión facilitada Las moléculas que no pueden atravesar directa y libremente la bicapa lipídica, a pesar de que su gradiente de concentración es favorable, son transportadas a través de proteínas transmembrana. Gracias a este proceso, moléculas hidrofílicas, iones, aminoácidos, glucosa, entre muchas otras, traspasan la membrana plasmática de un lado a otro. Este mecanismo no implica gasto energético y está mediado por proteínas transportadoras que se encuentran en la membrana plasmática y en la membrana de los organelos.

Difusión facilitada mediante proteínas transmembrana Canal iónico Carrier o permeasa

Osmosis

Acuaporinas: proteínas transmembrana transportadoras de agua y solutos pequeños El agua atraviesa la membrana mediante proteínas transmembrana, llamadas genéricamente acuaporinas. Pero, debido a que la molécula de agua es polar y de pequeño tamaño, este movimiento se realiza también mediante los espacios que quedan entre los fosfolípidos de la bicapa producto de su movimiento y el de las proteínas.

TRANSPORTE ACTIVO

Transporte Activo

Transporte Activo Necesita energía (ATP) y proteínas transportadoras (Receptor + ATP asa) Ocurre contra gradiente Mantiene las diferencias de concentración entre el LEC y el LIC Permite la absorción de micronutrientes en el intestino, la reabsorción renal y la generación y transmisión del impulso nervioso.

Bomba de sodio y potasio Compartimento extracelular Compartimento intracelular La Bomba de Na y K requiere de una proteína transmembrana que bombea 3 iones Na hacia el exterior de la membrana y 2 iones K hacia el interior. La bomba es contra gradiente gracias a la actividad ATPasica de la proteína transmembrana, la cual aporta energía para el transporte.

Endocitosis y Exocitosis

c] Mediada por receptor Endocitosis a] Pinocitosis b] Fagocitosis c] Mediada por receptor

a) Pinocitosis

b) Fagocitosis Formación del fagosoma Fusión del lisosoma y el fagosoma (Lisosoma secundario) Digestión enzimática Absorción de momómeros Excreción de productos de desecho (Formación de cuerpo residual) Cuerpo Residual Fagosoma Lisosoma secundario

c) Mediada por receptor Incorpora  insulina (una hormona), transferrina (una proteína que se liga al hierro), colesterol, enzimas y vitaminas. 

Exocitosis

Transcitosis

Transporte Pasivo Transporte Activo CUADRO COMPARATIVO Transporte Pasivo Transporte Activo Movimiento de sustancias por una membrana que va hacia un gradiente de concentración Movimiento de sustancias por una membrana en contra de un gradiente de concentración No hay gasto de ATP Si hay gasto de ATP Lo realiza mediante Difusión simple, Difusión facilitada y ósmosis Lo realiza mediante Endocitosis (Pinocitosis y Fagocitosis) y Exocitosis Hay paso por fosfolípidos, proteína transportadora y canal Hay paso por proteínas de canal

II pH y amortiguadores La estructura básica de la membrana celular es una bicapa lipídica, consistente en una delgada lámina de lípidos de sólo 2 moléculas de grosor que es continua a lo largo de la superficie celular. A lo largo se intercalan grandes moléculas de proteínas globulares.

pH

Fluido Valor de pH Sangre 7.35 - 7.45 Saliva 6.8 - 7.2 Orina 5.5 - 7.0 7.35 - 7.45 Saliva 6.8 - 7.2 Orina 5.5 - 7.0 Leche materna 7.0 Jugo gástrico 1.5 - 1.8 Bilis 7.8 - 8.6 Jugo pancreático 7.8 - 8.0 Semen 7.5 Secreción vaginal 4.5 - 5.0 LCR 7.1 - 7.8

Células y órganos implicados en la amortiguación del pH

Sistemas buffer, amortiguadores o tampones En el cuerpo humano hay varios sistemas buffer que mantienen el pH en el rango óptimo (7.35 – 7.45) para que las enzimas catalicen las reacciones e los procesos metabólicos. Si el pH sube o baja de este rango, puede causar la muerte. Si el pH disminuye a menos de 7.35, se produce ACIDOSIS Si el pH sube a más de 7.45, se produce ALCALOSIS

Más importante pues neutraliza el 50% de los H+ que entran al LEC Sistema Ácido carbónico - bicarbonato Acido carbónico + bicarbonato Sistemas Tampones Fosfatos Proteínatos

Localización de los tampones Amortiguadores: Intracelular: Proteínas Fosfatos Hemoglobinatos Extracelular: Bicarbonato Los amortiguadores son ácidos y bases débiles que minimizan los cambios de pH

Tampón Acido carbónico - bicarbonato Riñón Pulmón H+ + HCO3- H2CO3 Sangre CO2 + H2O

Trastornos ácido – Base: Compensación pH Cambio primario Cambio Secundario Acidosis Metabólica HCO3 - pCO2 Hiperventilación para eliminar CO2 Alcalosis Metabólica HCO3 - pCO2 Hipoventilación para elevar PCO2 Acidosis Respiratoria pCO2 HCO3 - Riñones eliminan H+ y retienen HCO3 - Alcalosis Respiratoria pCO2 HCO3 - Riñones retienen H+ y eliminan HCO3- CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3 - Dióxido de carbono Ácido carbónico Ion bicarbonato

Amortiguadores fisiológicos