MEMBRANA CELULARES
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
โ ข Definiciรณn: Conjunto de procesos regulatorios que mantienen las composiciones del LIC y del LEC en estado estable.
Membrana Celular
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)
• 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
• 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+
•
Lipofílicas no cargadas
(> coef. De Dif.): atraviezan la capa lipídica (O2, CO2). •
Polares pequeñas (> coef. De Dif.):
por poros intermoleculares (H2O). •
Hidrofílicas o polares grandes: a través de un transportador (glu, aa) o canal (iones).
•Difusión simple •Difusión facilitada •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)
• 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
• 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+]
• 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+
• COTRANSPORTE (glu, aa)
Na+ glu
3Na+ 2K+
glu
โ ข CONTRATRANSPORTE (3Na+/2Ca++) fenรณmenos de contracciรณn muscular. 3Na+ Ca++
(Na+/H+) previene la acidificaciรณn del LIC. Na+ H+
•Se refiere a la difusión simple del H2O a favor de su gradiente de concentración.
• 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
OSM = g . C g = número de partículas/mol (osm/mol) C = concentración (mM/L)
โ ข Una concentraciรณn de glucosa de 20 mmol/l, con un coef. de reflexiรณn de 0.9, generarรก un mayor flujo de agua que una concentraciรณn de urea de 50 mmol/l, con un coef. de reflexiรณn de 0.2 (V o F ??) โ ข Una concentraciรณn de urea de 150 mmol/l, con un coef. de reflexiรณn de 1, generarรก un mayor flujo de agua que una concentraciรณn de NaCl de 145 mmol/l, con un coef. de reflexiรณn de 1 (V o F ??)
• glucosa = 20 mmol/l, coef. de reflexión = 0.9, urea = 50 mmol/l, coef. de reflexión = 0.2
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
• 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
• 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
• Es la diferencia de potencial generada cuando un ión se difunde siguiendo su gradiente de concentración. • No genera cambios en la concentración del ión.
• 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.
• 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.
• 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??
• 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%).
• 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
• 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
umbral
+50 mV 0 depolarizaci贸n
repolarizaci贸n
-50 hiperpolarizaci贸n -100 0
1
2
msec
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
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
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?
• 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.