Descargar la presentación
La descarga está en progreso. Por favor, espere
1
TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR OBJETIVOS DE LA CLASE: LÍQUIDOS CORPORALES MATRIZ EXTRACELULAR TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA TRANSPORTE CON INTERVENCION DE TRANSPORTADORES DIFUSIÓN FACILITADA DIFUSIÓN Y ÓSMOSIS MOLARIDAD Y MOLALIDAD OSMOLALIDAD
2
INTERACCIÓN CÉLULA – MEDIO EXTRACELULAR El medio extracelular es todo lo que se encuentra fuera de la célula. Cumple funciones de transporte de nutrientes y de desechos. Las células, tejidos y órganos interactúan entre sí, por medio de reguladores químicos. LÍQUIDOS CORPORALES Líquido Intracelular 67% Líquido Extracelular 33% - –20% Intravascular = Plasma = 6,6% –80% Intersticial = 26,4% del total)
3
INTERACCIÓN CÉLULA – MEDIO EXTRACELULAR La sangre Transporta Oxígeno, CO2, Nutrientes entre los órganos, nutrientes del intestino a las células, desechos metabólicos, moléculas reguladoras y hormonas. El líquido intersticial se forma continuamente por salida de los vasos por presión hidrostática y regresa continuamente por la presión oncótica ejercida por las proteínas y por la linfa. El líquido intersticial es paso obligado de las moléculas y gases hacia y desde las células.
4
MATRIZ EXTRACELULAR Es el material extracelular que forma parte del tejido conectivo y rodea las células. Contiene fibras proteicas, de colágeno, y elastina, además de un gel llamado sustancia fundamental, que contiene la mayor parte del líquido. La SUSTANCIA FUNDAMENTAL se ve amorfa, pero es una compleja organización de glucoproteínas y proteoglucanos (mucopolisacáridos), moléculas ligadas a las fibras de colágeno, a la elastina y a los carbohidratos de la superficie celular.
5
MATRIZ EXTRACELULAR El Colágeno y la Elastina, son las fibras que le dan consistencia y fortaleza estructural al tejido. La lámina o membrana basal, que está localizada debajo de los epitelios, es un tipo de colágeno, que ayuda a anclar el epitelio por medio de enlaces químicos.
6
TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR Los líquidos intra y extracelular muestran grandes diferencias en la concentración de diferentes elementos. En el líquido extracelular predominan el Sodio y el Cloro. En el líquido intracelular predominan Potasio, Fosfatos y Proteínas.
8
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA La membrana celular aísla el espacio intra del extracelular. Es permeable selectivamente a algunas moléculas, en una o en otra dirección. Es permeable a algunos iones permitiendo que se formen corrientes electroquímicas y se transmitan impulsos.
9
BARRERA LIPÍDICA Y PROTEÍNAS DE TRANSPORTE DE LA MEMBRANA CELULAR La estructura de la membrana está formada principalmente por una Bicapa Lipídica con moléculas de proteína que la atraviesan. La bicapa lipídica no se mezcla con los líquidos intra ni extra celular Es una Barrera al movimiento del agua. Es permeable a las sustancias liposolubles.
10
DIFUSIÓN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA. Las moléculas apolares o liposolubles pasan fácilmente (02, hormonas esteroideas), también las moléculas pequeñas polares no cargadas (C02, etanol o úrea).
11
BARRERA LIPÍDICA Y PROTEÍNAS DE TRANSPORTE DE LA MEMBRANA CELULAR Las proteínas que atraviesan la membrana celular son Vías Alternativas al transporte a través de la membrana celular Proteínas de Transporte o también como Proteínas de los Canales. Las proteínas de transporte se unen a la sustancia, cambian su composición y la transportan. Son Muy Selectivas.
13
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA El transporte a través de la membrana puede ser de dos tipos: Transporte sin intervención de transportador. –Difusión Simple (iones, moléculas, agua) –Ósmosis (agua). Transporte con Intervención de un Transportador: –Transporte Activo –Difusión Facilitada.
14
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA De acuerdo con el requerimiento energético puede ser: TRANSPORTE PASIVO: no requiere energía, es el paso de moléculas o iones siguiendo un gradiente de concentración. (Difusión Simple, Ósmosis o Difusión facilitada). TRANSPORTE ACTIVO: requiere el aporte energético y la intervención de proteínas transportadoras específicas, ya que se realiza contra un gradiente de concentración.
15
TRANSPORTE SIN INTERVENCIÓN DE TRANSPORTADOR DIFUSIÓN Y ÓSMOSIS DIFUSIÓN: Todos los iones y moléculas del cuerpo están en continuo movimiento aleatorio Calor (temperatura). Solo se detienen en el cero absoluto (-273°C).
16
TRANSPORTE SIN INTERVENCIÓN DE TRANSPORTADOR DIFUSIÓN Y ÓSMOSIS DIFUSIÓN: es el movimiento aleatorio de las moléculas de un fluido (gas o líquido), resultado de la energía térmica, que tiende a distribuir las moléculas en forma homogénea. Tiende a eliminar la diferencia de concentración o gradiente de concentración entre dos regiones de una solución o fluido.
17
DIFUSIÓN Y ÓSMOSIS DIFUSIÓN NETA: se refiere a que hay movimiento de moléculas en ambos sentidos, a través de una membrana permeable, pero más frecuente del sitio de mayor al de menor concentración, hasta eliminar la diferencia.
18
DIFUSIÓN SIMPLE El movimiento se realiza a través de una abertura en la membrana o en los espacios intermoleculares, sin intervención de proteínas transportadoras. Se puede producir a través de: –los intersticios de la bicapa lipídica (sustancias liposolubles) o –de canales acuosos.
19
DIFUSIÓN SIMPLE La tasa de difusión se determina por: –Velocidad de movimiento, –Cantidad de sustancia disponible, –Número y tamaño de las aberturas.
20
DIFUSIÓN FACILITADA Requiere la intervención de una proteína transportadora. La rapidez del movimiento de una sustancia a través de la bicapa lipídica depende de la LIPOSOLUBILIDAD. (02, N, C02 = Alta)
21
DIFUSIÓN FACILITADA El agua es insoluble en los lípidos de la membrana, pero pasa muy fácilmente a través de canales proteicos. Igual otras moléculas hidrosolubles, pero el paso depende del tamaño
22
DIFUSIÓN A TRAVÉS DE CANALES PROTÉICOS Y APERTURA DE ESTOS CANALES Son vías acuosas de uno a otro extremo de la membrana celular, en forma de tubo. Su permeabilidad es selectiva a determinadas sustancias y tienen compuertas que pueden abrirse o cerrarse.
23
DIFUSIÓN A TRAVÉS DE CANALES PROTÉICOS Y APERTURA DE ESTOS CANALES SELECTIVIDAD: Depende del diámetro, forma, naturaleza de cambios eléctricos. Depende del diámetro, forma, naturaleza de cambios eléctricos. Ej. Canales de Sodio (con carga negativa) o Canales de Potasio (sin carga negativa)
24
DIFUSIÓN A TRAVÉS DE CANALES PROTÉICOS Y APERTURA DE ESTOS CANALES APERTURA DE LOS CANALES PROTEICOS: hay extensiones de la molécula proteica, que funcionan como puertas; pueden estar en el lado interno o externo de la membrana. hay extensiones de la molécula proteica, que funcionan como puertas; pueden estar en el lado interno o externo de la membrana.
26
DIFUSIÓN A TRAVÉS DE CANALES PROTÉICOS Y APERTURA DE ESTOS CANALES La apertura puede responder a: ESTÍMULOS ELÉCTRICOS (responden al potencial eléctrico a través de la membrana, ej. Na o K) o ESTÍMULOS QUÍMICOS (se abren por la unión de una sustancia química = Ligando, ej. Acetilcolina). La tasa de difusión depende de la concentración de la sustancia a transportarse
27
DIFUSIÓN FACILITADA Difusión mediada por transportadores, una sustancia difunde a través de la membrana por ayuda de una proteína transportadora específica. Ejemplo: glucosa, aminoácidos. La tasa de difusión tiene un valor máximo que la limita.
29
DIFUSIÓN FACILITADA Factores que afectan la tasa de difusión: - Diferencia de concentración - Efecto del potencial eléctrico de membrana (gradiente eléctrico). - Efecto de la diferencia de presión (Ej. Capilares).
31
ÓSMOSIS
32
DIFUSIÓN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA. El agua no es liposoluble, pero no tiene carga y por ello puede atravesar con facilidad la membrana = ÓSMOSIS. Moléculas grandes como la glucosa no pueden pasar y necesitan proteínas transportadoras específicas. Tampoco los iones cargados (Na+, K+), para ellos existen los CANALES IÓNICOS.
33
VELOCIDAD DE DIFUSIÓN Depende de: Magnitud de la diferencia de concentración (gradiente) = motor Permeabilidad de la membrana Temperatura de la solución Superficie de la membrana (vellocidades)
34
ÓSMOSIS El agua es la sustancia que más difunde a través de la membrana. Cuando se presentan diferentes concentraciones de agua a ambos lados de la membrana se produce movimiento neto de agua = ÓSMOSIS.
35
ÓSMOSIS Es la difusión neta de agua a través de la membrana celular que es permeable selectivamente. Requerimientos: Diferencia de concentración de un soluto entre ambos lados. Permeabilidad relativa al soluto. Los solutos que no pueden pasar la membrana OSMÓTICAMENTE ACTIVOS.
36
ÓSMOSIS La difusión de agua se produce siguiendo un gradiente de concentración de agua. Dependiendo de la permeabilidad o no de la membrana al soluto, se producirá o no un cambio en el volumen al igualarse las concentraciones. Algunas membranas celulares tienen canales especiales para el transporte de agua = ACUAPORINAS.
38
PRESIÓN OSMÓTICA Es la fuerza necesaria que se debería imprimir a una solución para evitar la ósmosis. Está determinada por el número de partículas por unidad de volumen de líquido (no por la masa) = concentración molar. El agua tiene una presión osmótica de cero.
40
PRESIÓN OSMÓTICA Para expresarla se usa el OSMOL = 1 gr de peso molecular de soluto no disociado. (Ej. En glucosa = 180gr) en 1 kg de agua = 1 litro
41
MOLARIDAD Y MOLALIDAD MOL: es una cantidad de un compuesto igual a su peso molecular en gramos, que contiene el mismo número de moléculas de otro compuesto que contiene su peso molecular en gramos 1 Mol = 6,02 x (10)23 moléculas = Número de Avogadro. Un mol de soluto diluido en 1 litro de agua tiene una MOLARIDAD de 1 mol = 1,0 M En una molécula como NaCl se suman las osmolalidades del Na y del Cl
42
MOLARIDAD Y MOLALIDAD MOLALIDAD: Hace referencia a 1 mol de soluto que se encuentra diluido en 1 litro de agua = 1m Es la proporción entre solutos y moléculas de agua, muy importante para la ósmosis.
43
MOLALIDAD MOLARIDAD Y MOLALIDAD (Osm) Es la suma de las molalidades de cada soluto presente en una solución. Es una expresión que designa la molalidad total de una solución. Depende de la relación entre solutos y solvente.
44
TONICIDAD Describe el efecto de una solución sobre el movimiento osmótico del agua. Una solución Isotónica no genera movimiento de agua por ósmosis. Una solución Hipoosmótica hace referencia a una solución con menor concentración de solutos que el plasma.
45
TONICIDAD Si el soluto es osmóticamente activo, entonces es también Hipotónica. Una solución con una concentración de solutos mayor que el plasma, es una solución Hiperosmolar.
46
REGULACION DE LA OSMOLALIDAD SANGUÍNEA. El cuerpo tiene unos osmorreceptores, que son neuronas situadas en el hipotálamo del cerebro, que detectan la osmolalidad y generan impulsos para equilibrarla. Los estímulos generan la sensación de sed, se estimula la producción de hormona antidiurética, que actúa sobre los riñones para retener más agua.
47
TRANSPORTE CON INTERVENCION DE TRANSPORTADORES
48
Las células necesitan captar glucosa, aminoácidos y otras moléculas, que son muy grandes y polares y no pueden atravesar la membrana celular. Estas moléculas entran por medio de proteínas transportadoras específicas que se caracterizan por: ESPECIFICIDAD, COMPETENCIA Y SATURACIÓN.
49
TRANSPORTE CON INTERVENCION DE TRANSPORTADORES DIFUSIÓN FACILITADA Está impulsada por energía térmica e implica el transporte neto de moléculas del lado de mayor al de menor concentración. No requiere consumo de energía. Es realizada por medio de proteínas transportadoras.
50
TRANSPORTE CON INTERVENCION DE TRANSPORTADORES TRANSPORTE ACTIVO Es el movimiento de iones y moléculas en contra de su gradiente, de concentraciones bajas hacia las más altas. Implica el consumo de energía ATP
51
TRANSPORTE CON INTERVENCION DE TRANSPORTADORES TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO Se necesita hidrolizar un ATP. Empieza por el reconocimiento de la molécula a transportar, por medio de la unión de la molécula al lugar de reconocimiento, lo que ocasiona la degradación del ATP, la Fosforilación de la proteína transportadora que cambia de forma, generando una especie de bisagra.
52
BOMBA DE SODIO Y POTASIO Son transportadores Activos Primarios que pueden transportar un ion cada vez, o pueden intercambiar un ion por otro. La Bomba de Sodio Potasio es una Proteína, una Enzima ATPasa
53
BOMBA DE SODIO Y POTASIO Expulsa 3 iones de Na+ fuera de célula. Transporta 2 iones de K+ al interior de la célula. Como actúa en contra de los gradientes, consume energía. Se encuentran en diferentes concentraciones en la membrana celular, según el tejido o el órgano.
54
BOMBA DE SODIO Y POTASIO Generan un pronunciado gradiente de concentración intra-extracelular, que a su vez: –Proporciona energía para el transporte acoplado de otras moléculas. –Su actividad se puede ajustar por el efecto de hormonas (tiroidea). –Se emplea para producir impulso electroquímico para los nervios y músculos. –Evita la acumulación de agua dentro de la célula por la atracción osmótica del Na.
55
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO (ACOPLADO) Como fuente de energía se utiliza el transporte de Sodio a favor del gradiente, para el movimiento contra gradiente de otras moléculas o iones. Si la molécula se mueve en el mismo sentido del Na se llama Co-transporte o Simporte (glucosa) Si se mueve en el sentido contrario se llama Contra-transporte o Antiporte (calcio, cloro por bicarbonato).
56
TRANSPORTE MASIVO Se refiere al transporte de moléculas muy grandes como proteínas, hormonas o neurotransmisores, que lo hacen por medio del proceso de Exocitosis o de Endocitosis.
57
TRANSPORTE MASIVO En ellos hay una fusión de la membrana plasmática con una vesícula que contiene estos productos. Así se elimina el colesterol de la sangre en el hígado y los vasos sanguíneos.
58
POTENCIAL DE MEMBRANA
59
Dentro de la célula hay aniones fijos como las proteínas, fosfatos del ATP y otros, con carga negativa, que atraen al interior de la célula iones con carga positiva (cationes), especialmente K+, Na+, y Cl+ La membrana es mucho más permeable al Potasio que otros iones, por lo cual el Potasio se acumula dentro más que los demás (150mEq/L), (cuando extracelular es solo de 5mEq/L.) Esta concentración desigual a uno y otro lado hace de la célula una pequeña pila, con el polo negativo dentro de la célula y el positivo fuera.
60
POTENCIAL DE EQUILIBRIO Se refiere al equilibrio establecido entre las fuerzas de atracción eléctrica y las de los gradientes de difusión que son contrarias, en referencia a un solo ion. Sin embargo los aniones fijos ejercen una fuerza mucho mayor que el potasio (mayor concentración de cargas negativas dentro), por lo que hay un potencial de membrana, con polo negativo en el interior de la membrana. La magnitud de esta diferencia de carga o Diferencia de Potencial, es de -90 milivoltios para el Potasio.
61
POTENCIAL DE REPOSO DE LA MEMBRANA El potencial de equilibrio del Na es de +60 milivoltios y el del Potasio es de -90 milivoltios, es decir que con ese potencial se evitaría la migración de estos iones. El Potencial de Reposo de la membrana se refiere a un potencial intermedio entre los diferentes aniones y cationes.
62
POTENCIAL DE REPOSO DE LA MEMBRANA La mayoría de las células del cuerpo tienen un potencial de membrana de -65 a -85 milivoltios. Las bombas de Na y K son las que mantienen el Potencial de Membrana y contribuyen a la carga negativa de la célula, ya que saca 3 Na+ por cada 2K+ que introduce. Este es un EFECTO ELECTROGÉNICO de las bombas.
63
SEÑALIZACIÓN CELULAR
64
Se refiere a la comunicación entre dos células. Hay algunas que tienen una comunicación directa, por medio de fusión de las membranas plasmáticas y comunicación de los citoplasmas por poros (uniones comunicantes) La mayoría de las células se comunican por medio de productos químicos que pueden ser de tres tipos: PARACRINA, ENDOCRINA Y SINÁPTICA.
65
SEÑALIZACIÓN PARACRINA Se refiere a moléculas reguladoras secretadas a la matriz extracelular dentro de un órgano, que actúan en células diana vecinas.
66
SEÑALIZACIÓN SINÁPTICA Es la forma como las neuronas regulan a sus células diana, por medio de una conexión funcional por el axón, que hace sinapsis. Hay una hendidura sináptica donde actúan unas sustancias neurotransmisoras.
67
SEÑALIZACIÓN ENDOCRINA Las glándulas endocrinas segregan reguladores químicos (proteínas) llamados Hormonas, que pasan al líquido extracelular. Se transportan por la sangre. Actúan en órganos distantes, sobre células blanco, con proteínas receptoras específicas intra o extracelulares.
70
PREGUNTAS ¿Qué es y de que se compone la matriz extracelular? ¿Qué es la sustancia fundamental y de que se compone? ¿Cómo se unen las células epiteliales a la membrana basal? ¿Qué sustancias predominan a nivel intracelular y cuales a nivel extracelular? Estructura y función de la membrana celular y de las proteínas de la membrana. Tipos de transporte a través de la membrana celular. Concepto de Difusión, difusión neta, difusión simple y que busca la difusión. ¿Por dónde se realiza la difusión simple? Factores que determinan la tasa de difusión. Qué es la difusión facilitada y características de ella. Que son y características de los canales proteicos. Mecanismos de apertura de los canales proteicos. Factores que afectan la tasa de difusión facilitada. Factores que determinan la velocidad de difusión. ¿Qué es ósmosis? ¿Qué es la Presión osmótica? ¿Qué factores determinan la presión osmótica? Concepto de molaridad, molalidad y tonicidad. ¿Cómo regula el cuerpo la osmolaridad? Características de las proteínas transportadoras de membrana. ¿Qué es el transporte activo? ¿Qué es transporte activo primario? Ejemplo. ¿Para qué sirve el gradiente electroquímico creado por el transporte activo primario? ¿Qué es transporte activo secundario o acoplado? ¿Qué fuente de energía utiliza el transporte activo acolado? Concepto de Co-transporte o simporte y Contra- transporte o antiporte. ¿Qué es el transporte masivo, tipos y que se transporta así? ¿Qué es y Cómo se forma el potencial de membrana? ¿Qué es potencial de equilibrio y cómo se mantiene? ¿Qué es la señalización celular? Tipos de señalización celular.
71
GRACIAS
Presentaciones similares
