Transcript Transporte de membrana a

FISIOLOGIA CELULAR
PERMEABILIDAD DE MEMBRANAS
y TRANSPORTE A TRAVES DE LAS MEMBRANAS.
Importancia de la permeabilidad de la membrana
Tipos de transporte y su importancia fisiológica
Entender la membrana es importante para
entender la Fisiología
La membrana plasmática
• La MP es un organelo que
permite:
–
•
mantener una composición
química diferente entre el medio
intracelular y el extracelular.
Barrera de permeabilidad.
– Permite
la
comunicación
intercelular
– Unida a la matriz extracelular.
– Membranas
intracelulares
dividen
compartimientos
funcionales.
Principales constituyentes:
– Fosfolìpidos: extremo polar y 2
cadenas hidrofobas de ácidos
grasos no polares.
– Proteínas:
intrínsecas
o
periféricas.
Composición de la membrana:
Fosfolípidos con colina: lecitina (fasfatidilcolina) y esfingomielina.
Aminofosfolípidos: fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina.
Otros: fosfatidilglicerol, fosfatidilinositol, cardiolipina.
Colesterol: amortiguador de la fluidez.
Proteínas: Funciones específicas: enzimas, transporte intra o
extracelular, reconocimiento célula-célula (receptores) o célulamolécula.
Glucolípidos: receptor o antígeno.
Monocapa externa.
Glucoproteínas: unión a matriz
extracelular y adhesión celular.
Integrinas.
La membrana plasmática
• Constituyentes adicionales:
– colesterol
• Modelo de Mosaico Fluído
(Singer y Nicholson, 1972).
• “ la membrana es una solución
bidimiensional de lípidos en el cual
se encuentran sumergidas las
proteínas globulares”.
• Las membranas son proteínas
flotando en un mar de fosfolípidos.
• .
•
•
•
Las moléculas pequeñas no
polares como el O2 o el CO2 , que
se disuelven en los lípidos, pueden
atravesar la membrana con
facilidad.
Las moléculas polares sin carga
neta,
también
atraviesan
la
membrana si son suficientemente
pequeñas, por ejemplo el agua y la
urea. Canales de agua, canales de
urea.
Sin embargo, las membranas son
prácticamente impermeables a los
iones,
independiente
de
su
tamaño.
El transporte de los iones
inorgánicos (Na+, K+ y Cl-) y de las
moléculas pequeñas solubles en
agua se lleva a cabo a través de
proteínas especializadas.
A pesar de su increíble delgadez, la
membrana plasmática regula el tráfico
molecular entre el interior y el exterior de la
célula
• Endocitosis: ingreso a la célula sin pasar a
través de la membrana
– Internalización de materiales por parte de la célula. La MP
forma un pequeño bolsillo o invaginación alrededor del
material internalizado. Clatrina y depresión revestida. Luego
viene la formación de una vesícula con el material
contenido.
– Ejemplo: Internalización de receptor de insulina,
captación de colesterol, captación de hierro.
• Exocitosis:
– Materiales o productos que son transportados hacia el
exterior de la célula. Las vesículas con contenido se
fusionan con la cara interna de la MP, la cual se rompen
para eliminar su contenido.
– Ejemplo: Vesículas secretorias que contienen
acetilcolina, proteínas de la leche
• Fagocitosis:
– es una forma de endocitosis en la cual partículas de gran
tamaño, partes celulares o células completas son
incorporadas dentro de una célula.
– Ejemplo: Eucariontes unicelulares,
macrófagos del sistema inmune.
• Pinocitosis:
– forma especializada de endocitosis donde líquidos, solutos o
partículas suspendidas son incorporadas a la célula. A
diferencia de endocitosis, es aleatoria.
* ATP
Transporte
• 3 mecanismos
– Difusión pasiva (difusión simple)
– Transporte pasivo o difusión
Transporte
facilitada. Transporte activo
mediado por
secundario.
proteínas
– Transporte activo. Uso directo del
ATP
No requieren energía
metabólica, sino
gradiente química
o eléctrica.
Transporte a través de la membrana
• Difusión pasiva
– dispersión de moléculas de regiones de alta concentración a
regiones de baja concentración, con el objetivo de igualar
las concentraciones a ambos lados de la membrana.
– La gradiente de concentración determina la tasa de difusión
del soluto
– Para entrar por la membrana y entrar en la fase lipídica
deben romperse los puentes de hidrógeno que se han
hecho con el agua.
– Para entrar en la fase lipídica debe tener solubilidad en
lípidos....coeficiente de partición.
La permeabilidad de la membrana a moléculas noeléctricas depende del coeficiente de partición de la
molécula.
K= [soluto] en aceite
[soluto] en agua
Unión a H+: 
Solubilidad en agua: 
Solubilidad en lípidos: 
Hexanol
Unión a H+: 
Solubilidad en agua: 
Solubilidad en lípidos: 
D-manitol
Difusión pasiva
Flujo a través de la membrana
Si hay solutos a ambos lados de
la membrana, existe flujo en cada dirección
El flujo es la cantidad de soluto que pasa por unidad de área de la
membrana por segundo (moles/cm2/seg).
DIFUSION PASIVA
•
El flujo por difusión simple es lineal.
Concentración
extracelular del soluto
Primera Ley de Fick
• La difusión de una sustancia a través de una
membrana se describe mediante la ley de difusión de
Fick
• La difusión tiende a igualar las concentraciones a
ambos lados de la membrana.
• J=-DA Δc/Δx
–
–
–
–
J= tasa neta de difusión en moles o gramos por unidad de tiempo
D= coeficiente de difusión del soluto que difunde en la membrana
A= área de la membrana
Δc= diferencia de concentración entre ambos lados de la
membrana
– Δx= espesor de la membrana
coeficiente de difusión: constante de proporcionalidad que depende de
la naturaleza de la sustancia y de las propiedades de la membrana. Es
proporcional a la velocidad de la molécula en un medio determinado.
Transporte y balance de agua y
osmolaridad plasmática
• La membrana plasmática separa el medio extracelular del
intracelular creando una barrera de permeabilidad selectiva.
• Flujo neto de agua a través de la membrana es 0.
• El agua fluye por osmosis cuando existe una diferencia de
concentración de solutos a través de la membrana.
– Movimiento difusional (a través de la bicapa)
– Canales de agua (acuaporinas)
• La osmosis es el flujo de agua desde un compartimiento en el
que la concentración de solutos es más baja (y la de solvente
es más alta) hacia otro compartimiento con mayor
concentración de solutos a través de una membrana
semipermeable.
Membrana
Semipermeable ideal
A
H20
Solución X
B
Sistema artificial para explicar la osmosis
Membrana
semipermeable
 PH
A
H20
Solución X
B
Sistema artificial para explicar la osmosis
1.- osmosis del agua desde cámara B
a la cámara A causa que los niveles
de fluído se distancien.
2.- este fenómeno ocurre hasta que
se desarrolle una presión que sea
suficiente para contrarrestar el efecto
Osmótico.
3.- la diferencia de presión a través
de la membrana en ese momento es
la presión osmótica de la solución
que contiene el soluto no difusible.
La cantidad de presión requerida para detener la osmosis
es la PRESION OSMOTICA de la solución A
La PO de una solución es la presión que ha de aplicarse para impedir que
el agua penetre en la misma a través de una membrana semipermeable
Ojo. Se va generar una presión osmótica
en el comp A. La P.O. + presión
hidrostática que resulta de ésta se llama
presión oncótica.