Transcript Membrana Celular FLV

MEMBRANAS CELULARES
F LV
INTRACELULAR VS EXTRACELULAR
EXTRACELULAR
INTRACELULAR
Contiene principalmente iones
 Contiene principalmente iones
Na+, Cl- y bicarbonato,
K, Mg, PO4.
nutrientes como, glucosa, ácidos
grasos y aminoácidos.

COMPOSICIÓN DEL PLASMA
Plasma » Líq. Intersticial
Célula
No electrolitos
H2CO3
H2CO3
HCO3-
HCO327
Na +
152
K+
5
Ca +2
5
Mg+2
3
Cl –
113
HPO 3-2
4
Ác. Org.
6
Prot –
16
K+
157
Na +
14
Mg+2
26
PO 4-3
152
Prot –
74
Homeostasis

Definición: Conjunto de procesos
regulatorios que mantienen las
composiciones del LIC y del LEC en estado
estable.

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

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).
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+
glu
3Na+
2K+
glu
Transporte activo secundario
CONTRATRANSPORTE
(3Na+/2Ca++) fenómenos de contracción
3Na+
muscular.

Ca++
(Na+/H+) previene la acidificación del LIC.
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].
PxV=RxTxm
P=RxTxC
(M = C x V)
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 = 20 mmol/l, coef. de reflexión = 0.9,
urea = 50 mmol/l, coef. de reflexión = 0.2
La glucosa.


glucosa=20x1.0x0.9 = 18
urea = 50x1.0x0.2 = 10
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
0
depolarización
repolarización
-50
hiperpolarización
-100
0
1
2
msec
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
B
Na+
K+
LEC
A
A
LIC
C
B
Per. Refrac.
Relativo
Per. Refrac.
Absoluto (*)
(*)
Filtros de selectividad
COMPUERTAS
h
m
C
n
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?