UNIVERSIDAD DE SONORA Escuela de Medicina

Presentación del tema: "UNIVERSIDAD DE SONORA Escuela de Medicina"— Transcripción de la presentación:

1 UNIVERSIDAD DE SONORA Escuela de Medicina
Fisiología I Primera Unidad, Capítulo 4 Tercer Semestre Jorge Isaac Cardoza Amador Fisiología y Fisiopatología Guyton y Hall 6ta ed, McGraw-Hill Interamericana

2 FISOLOGIA I PRIMERA UNIDAD Contenido:
1.- Organización funcional del cuerpo humano y control del medio interno 2.- La célula y sus funciones 3.- Control genético de la síntesis de proteínas, fisiología y reproducción celulares 4.- Transporte a través de la membrana celular 23/03/2017

3 Transporte a través de la membrana celular
LIC Na+ 10 meq/L K+ 140 meq/L Ca meq/L Mg++ 58 meq/L Cl- 4 meq/L HCO3 10 meq/L PO4 75 meq/L SO4 2 meq/L Glucosa: 0 a 20 mg/dl LEC Na+ 142 meq/L K+ 3 meq/L Ca meq/L Mg meq/L Cl- 103 meq/L HCO3 28 meq/L PO4 4 meq/L SO4 1 meq/L Glucosa: 90 mg/dl 23/03/2017

4 Transporte a través de la membrana celular
LEC AA: 30 mg/dl Col FL g/dl GN PO2 35 mmHg PCO2 46 mmHg pH 7.4 Proteínas: 2 g/dl 5 meq/L LIC AA: 200 mg/dl Col FL g/dl GN PO2 20 mmHg PCO2 50 mmHg pH 7.0 Proteínas:16g/dl 40 meq/L 23/03/2017

5 Membrana celular Barrera lípida: Bicapa de dos moléculas de espesor
Compuesta de fosfolípidos Fosfato: hidrosoluble (hidrófila) Ac. Graso: liposoluble (hidrófoba) 23/03/2017

6 Barrera lípida y proteínas de transporte en la MC
La bicapa de lípidos no se mezcla con el LIC ni con el LEC Barrera contra el desplazamiento del agua y sustancias hidrosolubles Las moléculas de proteína en la MC tienen propiedades de transporte distintas Vía alterna 23/03/2017

7 Membrana celular Barrera lípida: Bicapa de dos moléculas de espesor
Compuesta de fosfolípidos Fosfato: hidrosoluble (hidrófila) Ac. Graso: liposoluble (hidrófoba) 23/03/2017

8 Proteínas de la MC Proteínas transportadoras Proteínas acarreadoras
Componente acuoso Canales de proteína Proteínas acarreadoras Se unen a la sustancia, cambian su conformación y la desplazan hacia el interior de la célula por los intersticios moleculares Ambas muestran gran selectividad 23/03/2017

9 Membrana celular 23/03/2017

10 Difusión y Transporte activo
Difusión: movimiento al azar de moléculas, desplazamiento molécula por molécula, por los espacios intermoleculares o por combinación con proteínas transportadoras; energía cinética. Transporte activo: movimiento de iones u otra sustancia, combinados con una proteína transportadora en contra de un gradiente; requiere de otra fuente de energía 23/03/2017

11 DIFUSIÓN Todas las moléculas del cuerpo están en movimiento constante
Calor <> movimiento Cesa el movimiento a 0 º absoluto 23/03/2017

12 DIFUSIÓN DIFUSIÓN SIMPLE DIFUSIÓN FACILITADA. 23/03/2017

13 DIFUSIÓN Difusión simple
Movimiento cinético de iones y moléculas a través de los poros de la membrana o de los espacios intermoleculares sin necesidad de unirse a proteínas acarreadoras de la membrana. La velocidad de la difusión depende: Cantidad de sustancia Velocidad del movimiento cinético Número de poros de la MC 23/03/2017

14 DIFUSIÓN Difusión simple Puede ocurrir:
Por los intersticios moleculares de la bicapa de lípidos (s. liposoluble) Por los canales acuosos de alguna de las proteínas de transporte Difusión Simple 23/03/2017

15 DIFUSIÓN Difusión facilitada
Requiere interacción de iones y moléculas con alguna proteína acarreadora que los ayude a pasar la membrana, mediante unión química y separación al atravesar la membrana. Difusión facilitada 23/03/2017 Difusión Simple

16 Difusión de sustancias liposolubles
Factor determinante: Liposolubilidad Oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, alcohol Difunden al interior de la célula con suma facilidad 23/03/2017

17 Transporte de agua e hidrosolubles
El agua es insoluble en los lípidos de la MC pero difunde con rapidez, por la bicapa de lípidos y por los canales protéicos Otras moléculas hidrosolubles también pueden atravesar en función de su tamaño. Difusión Simple 23/03/2017

18 Difusión simple a través de canales de proteínas
Los canales tienen permeabilidad selectiva Tienen “compuertas” 23/03/2017

19 Difusión simple a través de canales de proteínas
La permeabilidad selectiva Depende de: Diámetro, forma y naturaleza de las cargas Canal del sodio: 0.3 a 0.5 nm Carga negativa intensa interna Canal de potasio: 0.3 nm 23/03/2017

20 Difusión simple Compuertas del canal protéico Compuerta de voltaje
Responde al potencial eléctrico de la MC Compuertas por ligando Otra molécula se une con la proteína 23/03/2017

21 23/03/2017

22 Compuertas del canal proteico
Controlan la permeabilidad Sodio: superficie externa Potasio: superficie interna 23/03/2017

23 Mecanismos de cierre de las compuertas
Compuerta de voltaje: En el caso del sodio, si se pierde la carga negativa IC, se abre la compuerta. 23/03/2017

24 Mecanismos de cierre de las compuertas
Compuertas por ligando: Se abren cuando otra molécula se une a la proteína de la MC La sustancia que se une se llama ligando. Ej. Acetilcolina 23/03/2017

25 DIFUSIÓN FACILITADA Difusión mediada por acarreadores
Se requiere una proteína acarreadora específica Existe un V max La velocidad de transporte de las moléculas nunca puede ser mayor que la velocidad de los cambios conformacionales que sufre la proteína acarreadora. Glucosa, (manosa, galactosa, xilosa y arabinosa), aminoácidos Difusión facilitada 23/03/2017

26 Difusión facilitada Factores que afectan la velocidad neta de difusión
Permeabilidad de la membrana Diferencia de concentración Potencial eléctrico (difusión de iones 23/03/2017

27 Difusión facilitada Factores que afectan la velocidad neta de difusión
Permeabilidad de la membrana: P Tasa neta de difusión de la sustancia a través de cada unidad de área de la membrana por unidad de diferencia en concentración entre los de lados de la membrana. 23/03/2017

28 Difusión facilitada Factores que afectan la velocidad neta de difusión
Permeabilidad de la membrana: P Depende de: Espesor de la membrana Liposolubilidad de la sustancia difusible Número de canales en las proteínas de la membrana Temperatura Peso molecular de la sustancia difusible 23/03/2017

29 Difusión facilitada Factores que afectan la velocidad neta de difusión
Efecto de la diferencia de concentración La tasa de difusión hacia adentro es proporcional a la concentración de las moléculas del exterior y viceversa. 23/03/2017

30 Difusión facilitada Factores que afectan la velocidad neta de difusión
Efecto del potencial eléctrico sobre la difusión de iones Los iones se desplazan a través de la MC aún sin gradiente de concentración al aplicar un potencial eléctrico. Después se creará un gradiente de concentración. 23/03/2017

31 Difusión facilitada Factores que afectan la velocidad neta de difusión
Efecto de la diferencia de presión Presión en el capilar (20 mmHg) 23/03/2017

32 OSMOSIS Difusión neta de agua: Difusión en el eritrocito 23/03/2017

33 Presión Osmótica La magnitud de la presión necesaria para detener la presión 23/03/2017

34 Osmosis Número de partículas osmóticas y presión osmótica
K= mv2/2 Número de partículas osmóticas y presión osmótica La P osmótica está determinada por el número de partículas en cada unidad de volumen de líquido y no por la masa de éstas. Cada partícula ejerce la misma presión contra la membrana Todas las partículas chocan entre sí con la misma energía promedio 23/03/2017

35 OSMOSIS “OSMOLALIDAD”: el osmol
Expresa la concentración en términos de número de partículas en vez de gramos Número de moléculas de la molécula gramo de un soluto no disociado. 1 gr de peso molecular de glucosa: 180 g de glucosa: 1 osmol 1gr de peso molecular de ClNa: 58.5 g: 2 osmoles La osmolalidad normal del LEC y del LIC es de 300 mosm/kg Na: Cl: 35.5 23/03/2017

36 Osmolalidad y Presión Oncótica
A 37 ºC una concentración de 1 osmol por litro produce: mmHg de presión osmótica. 1 miliosmol: 19.3 mmHg 300 mosm/kg x 19.3 mmHg: 5790 mmHg El valor medido es de 5500 Osmoles/kg: osmolalidad Osmoles/L: osmolaridad 23/03/2017

37 Transporte Activo Ninguna cantidad neta de una sustancia puede difundirse contra un gradiente electroquímico. Este es la suma de todas las fuerzas que actúan en la MC Diferencia de concentración Diferencia eléctrica Diferencia de presión 23/03/2017

38 Transporte Activo Paso de sustancias por la MC en contra de gradientes, de concentración, o eléctrico Iones de sodio, potasio, calcio, hierro, hidrógeno, cloruro, yoduro, urato, algunos azúcares y la mayor parte de los aminoácidos 23/03/2017

39 Transporte Activo Transporte activo primario:
La energía deriva del ATP Transporte activo secundario La energía deriva de la almacenada en forma de diferencias de concentración iónica entre los lados de la membrana, creadas por el transporte activo primario 23/03/2017

40 Transporte Activo En ambos tipos intervienen las proteínas portadoras como en la difusión facilitada Le confiere energía a la sustancia transportada 23/03/2017

41 Transporte Activo primario
Iones de sodio, potasio, calcio, hierro, hidrógeno, cloruro No ocurre en todas las células ni en todas las membranas intracelulares Bomba de sodio-potasio SACA SODIO, METE POTASIO Todas las células del organismo 23/03/2017

42 Bomba de Na/K Mantiene las diferencias de concentración de ambos iones
Establece el potencial eléctrico negativo en el interior de las células Es la base de la transmisión nerviosa 23/03/2017

43 Bomba de Na/K Componentes físicos básicos: Proteína portadora
Dos proteínas globulosas diferentes Subunidad alfa, PM: Subunidad beta, PM: Subunidad alfa: Tiene tres lugares de recepción para el ión sodio en la parte interna Tiene dos lugares de recepción de iones potasio en el exterior La porción interna tiene actividad ATPasa 23/03/2017

44 Bomba de Na-K Control del volumen celular
Las proteínas y otros compuestos orgánicos que no salen de la célula tienen carga negativa Atraen gran número de iones + Producen ósmosis de agua al interior de la célula La bomba saca 3 Na+ y mete 2 K+ Mantiene además la negatividad intracelular 23/03/2017

45 Transporte activo primario de calcio
El Ca intracelular es veces menor en el LIC que en el LEC Hay dos bombas de Ca Una en la MC que saca el Ca de la célula Otra lo bombea al retículo endoplásmico de los miocitos y a las mitocondrias de todas las células La proteína portadora sirve como ATPasa 23/03/2017

46 Transporte activo primario de hidrogeniones
Sucede en dos sitios importantes: Glándulas gástricas Túbulos distales y colectores En las células parietales, lado secretor, la concentración de hidrogeniones es muy elevada, 1’ Se liberan en asociación con Cl en forma de HCl En los TCD se elimina en las células intercaladas. 23/03/2017

47 Saturación del TA El TA se satura igual que la difusión facilitada
Se satura por: La velocidad limitada de las reacciones químicas para unir los iones Hay límites para la liberación Cambios conformacionales del acarreador 23/03/2017

48 Energética del TA La magnitud de la concentración que se logra con el TA de una sustancia determina: La energía necesaria para el TA La energía liberada como calor en las reacciones químicas La Energía es proporcional al logaritmo de la concentración 23/03/2017

49 Energética del TA Energía (calorías por miliosmol) =
1400 log C1/C2 La cantidad de energía necesaria para concentrar 10 veces un osmol de una sustancia es casi 1400 calorías, para concentrarlo 100 veces es 2800 y para concentrarlo 1000 veces es de 4200 cal. 23/03/2017

50 Transporte activo secundario
Cotransporte: Cuando el Na se ha transportado al exterior se aumenta su concentración y crea un gradiente. Esta energía puede arrastrar a otras sustancias junto con él al interior de la célula 23/03/2017

51 Transporte activo secundario
Contratransporte: Los iones de Na intentan difundirse al interior de la célula por su elevado gradiente El Na se une en el exterior a la proteína transportadora, la otra sustancia se une en el interior Ambas se desplazan en sentidos opuestos. 23/03/2017

52 Cotransporte de Glucosa y aminoácidos con el Na
La proteína portadora tiene dos sitios de unión en su lado externo, para el Na y para la glucosa La concentración de Na en el exterior es muy elevada, lo que da la energía para el transporte Sucede igual con los aminoácidos Células epiteliales del TD y túbulos renales. 23/03/2017

53 Contratransporte de iones de Ca+ e H+ con Na+
Contratransporte de Na+ y Ca++ Na+ al interior y Ca++ al exterior Ambos unidos a la misma proteina Contratransporte de Na+ e H+ TCP: Entra Na+ y sale H+ Otros: Ca++ o Na+ por Mg++ ó K+ Cl- por HCO3 o SO4 23/03/2017

54 TRANSPORTE ACTIVO Transporte Activo Primario Bomba de sodio-potasio
TA primario de calcio TA primario de hidrogeniones 23/03/2017

55 TRANSPORTE ACTIVO Transporte Activo Secundario:
Transporte acoplado y contratransporte Transporte de glucosa y aminoácidos acoplado al transporte de sodio Contratransporte de sodio para iones de calcio e hidrogeniones 23/03/2017