Fisiología General Clase 2

MOVILIZACIÓN DE MOVILIZACIÓN DE SUSTANCIAS A TRAVÉS SUSTANCIAS A TRAVÉS DE COMPARTIMIENTOS DE COMPARTIMIENTOS

LÍQUIDOSLÍQUIDOS

Membrana celular

6-10nm

MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR

BARRERA QUE SEPARA LOS MEDIOS INTRA BARRERA QUE SEPARA LOS MEDIOS INTRA Y EXTRACELULAR.Y EXTRACELULAR.

FORMADA POR LIPIDOS Y PROTEINAS.FORMADA POR LIPIDOS Y PROTEINAS.

SEMIPERMEABLE Y SELECTIVA.SEMIPERMEABLE Y SELECTIVA.

PERMEABILIDAD VARIABLE.PERMEABILIDAD VARIABLE.

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR.CELULAR.

GROSOR 7 – 10 nm.GROSOR 7 – 10 nm.

LIPIDOS: FORMAN BICAPA.LIPIDOS: FORMAN BICAPA.

FOSFOLIPIDOS (FOSFATIDILINOSITOL, FOSFOLIPIDOS (FOSFATIDILINOSITOL, FOSFATIDILETANOLAMINA, LECITINA, FOSFATIDILETANOLAMINA, LECITINA, ESFINGOMIELINA, COLESTEROL, GLUCOLIPIDOS).ESFINGOMIELINA, COLESTEROL, GLUCOLIPIDOS).

UNA CABEZA HIDROFILICA O POLAR QUE UNA CABEZA HIDROFILICA O POLAR QUE CONTIENE FOSFATO Y SE UBICA HACIA LOS CONTIENE FOSFATO Y SE UBICA HACIA LOS EXTREMOS.EXTREMOS.

COLA HIDROFOBICA O NO POLAR Y SE UBICA COLA HIDROFOBICA O NO POLAR Y SE UBICA HACIA EL INTERIOR DE LA MEMBRANA.HACIA EL INTERIOR DE LA MEMBRANA.

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULARCELULAR

PROTEINAS: CONSTITUYEN EL 50% DE LA MASA DE PROTEINAS: CONSTITUYEN EL 50% DE LA MASA DE LA MEMBRANA.LA MEMBRANA.

INTEGRALES: ATRAVIESAN INTEGRAMENTE LA INTEGRALES: ATRAVIESAN INTEGRAMENTE LA MEMBRANA Y SON GLOBULARES.MEMBRANA Y SON GLOBULARES.

PERIFERICAS: PERIFERICAS: OCUPAN SUPERFICIES INTERNA Y EXTERNA DE LA OCUPAN SUPERFICIES INTERNA Y EXTERNA DE LA

MEMBRANA.MEMBRANA.

UNIDAS A LA MEMBRANA POR UNIONES GLUCOSIL-UNIDAS A LA MEMBRANA POR UNIONES GLUCOSIL-FOSFATIDILINOSITOL.FOSFATIDILINOSITOL.

FUNCIONES DE LAS PROTEINAS:FUNCIONES DE LAS PROTEINAS:

MOLECULAS DE ADHESION CELULAR.MOLECULAS DE ADHESION CELULAR.

BOMBAS TRANSPORTADORAS DE IONES.BOMBAS TRANSPORTADORAS DE IONES.

TRANSPORTADORAS DE SUSTANCIAS.TRANSPORTADORAS DE SUSTANCIAS.

CANALES IONICOS.CANALES IONICOS.

RECEPTORES PARA NEUROTRANSMISORES Y RECEPTORES PARA NEUROTRANSMISORES Y HORMONAS.HORMONAS.

ENZIMAS DE SUPERFICIE.ENZIMAS DE SUPERFICIE.

PARTE DE ANTICUERPOS.PARTE DE ANTICUERPOS.

Flip-flop

Rotación

Difusión lateral

PROPIEDADES DE LA MEMBRANA CELULAR:PROPIEDADES DE LA MEMBRANA CELULAR:

ELECTRICA: CARGADA ELECTRICAMENTE POR ELECTRICA: CARGADA ELECTRICAMENTE POR SUS CARAS.SUS CARAS.

MOLECULAR: HIDROFILICA E HIDROFOBICA.MOLECULAR: HIDROFILICA E HIDROFOBICA.

FUNCIONES GENERALES DE LA MEMBRANA FUNCIONES GENERALES DE LA MEMBRANA CELULAR:CELULAR: ESTABLECE, MANTIENE O VARÍA EN FORMA ESTABLECE, MANTIENE O VARÍA EN FORMA

CONTROLADA LA CONCENTRACION DE CONTROLADA LA CONCENTRACION DE ELECTROLITOS Y AGUA ENTRE LOS ELECTROLITOS Y AGUA ENTRE LOS COMPARTIMIENTOS.COMPARTIMIENTOS.

ES TRANSDUCTOR DE SEÑALES.ES TRANSDUCTOR DE SEÑALES.

FAVORECE INTERACCIONES MOLECULARES.FAVORECE INTERACCIONES MOLECULARES.

Hotel Humboldt

“Ávila Mágica”

TRANSPORTE A TRAVES DE TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANASMEMBRANAS

PASIVO:PASIVO: Soluto: Difusión.Soluto: Difusión. Solvente: Osmosis.Solvente: Osmosis. Filtración.Filtración.

ACTIVO:ACTIVO: Primario.Primario. Secundario.Secundario. Trans-celular.Trans-celular. Trans-epitelial.Trans-epitelial.

Mecanismos de TransporteMecanismos de Transporte

TRANSPORTE PASIVOTRANSPORTE PASIVO DIFUSION SIMPLE:DIFUSION SIMPLE:

PROCESO MEDIANTE EL CUAL UN GAS O UNA SUSTANCIA PROCESO MEDIANTE EL CUAL UN GAS O UNA SUSTANCIA EN SOLUCION SE DISPERSA POR EL MOVIMIENTO DE SUS EN SOLUCION SE DISPERSA POR EL MOVIMIENTO DE SUS PARTICULAS PARA LLENAR TODO EL VOLUMEN PARTICULAS PARA LLENAR TODO EL VOLUMEN DISPONIBLE.DISPONIBLE.

PARTICULAS EN MOVIMIENTO TERMICO AL AZAR PARTICULAS EN MOVIMIENTO TERMICO AL AZAR (MOVIMIENTO BROWNIANO).(MOVIMIENTO BROWNIANO).

ES MAYOR EL NUMERO DE SUSTANCIAS QUE SE ES MAYOR EL NUMERO DE SUSTANCIAS QUE SE DESPLAZAN HACIA EL AREA DE MENOR DESPLAZAN HACIA EL AREA DE MENOR CONCENTRACION.CONCENTRACION.

FLUJO NETO: DEL AREA DE MAYOR [ ] HACIA EL AREA DE FLUJO NETO: DEL AREA DE MAYOR [ ] HACIA EL AREA DE MENOR [ ].MENOR [ ].

TIEMPO PARA ALCANZAR EL EQUILIBRIO = DISTANCIA DE DIFUSIONTIEMPO PARA ALCANZAR EL EQUILIBRIO = DISTANCIA DE DIFUSION

MAGNITUD ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA MAGNITUD ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA SUPERFICIE Y AL GRADIENTE QUIMICO.SUPERFICIE Y AL GRADIENTE QUIMICO.

EL FLUJO NETO (J) DEPENDE DE:EL FLUJO NETO (J) DEPENDE DE: AREA DE LA MEMBRANA (A).AREA DE LA MEMBRANA (A). DIFERENCIA DE CONCENTRACION DE SOLUTO EN CADA DIFERENCIA DE CONCENTRACION DE SOLUTO EN CADA

COMPARTIMIENTO (C1-C2).COMPARTIMIENTO (C1-C2). COEFICIENTE DE DIFUSION DEL SOLUTO (D).COEFICIENTE DE DIFUSION DEL SOLUTO (D). GROSOR DE LA MEMBRANA (GROSOR DE LA MEMBRANA ( ΔΔX).X). J neto= D.A.J neto= D.A. (C1-C2)(C1-C2) 1º Ley de Fick 1º Ley de Fick ΔΔ XX

Como generalmente no se conocen D y Como generalmente no se conocen D y ΔΔ X, se creó el término X, se creó el término

P (permeabil idad)=P (permeabil idad)= D D ΔΔ XX

Por lo que Jneto= P.A.(C1-C2)Por lo que Jneto= P.A.(C1-C2)

TRANSPORTE PASIVOTRANSPORTE PASIVO DIFUSION FACILITADA:DIFUSION FACILITADA:

REQUIERE DE UN TRANSPORTADOR PARA PASAR DE UN REQUIERE DE UN TRANSPORTADOR PARA PASAR DE UN LADO A OTRO DE LA MEMBRANA. ACELERA LA DIFUSION.LADO A OTRO DE LA MEMBRANA. ACELERA LA DIFUSION.

LA VELOCIDAD DE LA DIFUSION DEPENDE DEL NUMERO LA VELOCIDAD DE LA DIFUSION DEPENDE DEL NUMERO DE TRANSPORTADORES Y DE LA CAPACIDAD DEL MISMO.DE TRANSPORTADORES Y DE LA CAPACIDAD DEL MISMO.

DIFUSION NO IONICA:DIFUSION NO IONICA:

ACIDOS O ALCALIS DÉBILES QUE DIFUNDEN EN FORMA ACIDOS O ALCALIS DÉBILES QUE DIFUNDEN EN FORMA NO DISOCIADA.NO DISOCIADA.

EN EL RIÑON Y EN EL TUBO DIGESTIVO (ejm: amonio). EN EL RIÑON Y EN EL TUBO DIGESTIVO (ejm: amonio).

Difusión facil itada: Proteínas transportadorasDifusión facil itada: Proteínas transportadoras

Difusión facil i tada: Tipos de CanalesDifusión facil i tada: Tipos de Canales

Canal regulado por l igando

OSMOSIS:OSMOSIS:

MOVIMIENTO DE SOLVENTE CUANDO LA MOVIMIENTO DE SOLVENTE CUANDO LA MEMBRANA ES IMPERMEABLE AL SOLUTO, DEL MEMBRANA ES IMPERMEABLE AL SOLUTO, DEL COMPARTIMIENTO DE MENOR AL DE MAYOR COMPARTIMIENTO DE MENOR AL DE MAYOR CONCENTRACION DE SOLUTO.CONCENTRACION DE SOLUTO.

PRESION OSMOTICA: PRESION NECESARIA PRESION OSMOTICA: PRESION NECESARIA PARA IMPEDIR LA MIGRACION DEL SOLVENTE. PARA IMPEDIR LA MIGRACION DEL SOLVENTE. DEPENDE DEL NUMERO DE PARTICULAS DE LA DEPENDE DEL NUMERO DE PARTICULAS DE LA SOLUCION.SOLUCION.

CUANDO EL AGUA SE DESPLAZA, EL VOLUMEN CUANDO EL AGUA SE DESPLAZA, EL VOLUMEN AUMENTA Y SE ALCANZA EL EQUILIBRIO: AUMENTA Y SE ALCANZA EL EQUILIBRIO:

PRESION HIDROSTATICA = PRESION OSMOTICAPRESION HIDROSTATICA = PRESION OSMOTICA

FILTRACION: FILTRACION: PROCESO POR EL QUE SE FUERZA AL SOLVENTE A PROCESO POR EL QUE SE FUERZA AL SOLVENTE A

PASAR POR UNA MEMBRANA A CAUSA DE UNA PASAR POR UNA MEMBRANA A CAUSA DE UNA DIFERENCIA DE PRESION A AMBOS LADOS DE DIFERENCIA DE PRESION A AMBOS LADOS DE DICHA MEMBRANA.DICHA MEMBRANA.

OCURRE EN LOS CAPILARES Y EN EL GLOMERULO.OCURRE EN LOS CAPILARES Y EN EL GLOMERULO.

EL AGUA SE ACOMPAÑA DE SOLUTOS.EL AGUA SE ACOMPAÑA DE SOLUTOS.

ULTRAFILTRACION: AGUA SIN SOLUTOS.ULTRAFILTRACION: AGUA SIN SOLUTOS.

ARRASTRE POR SOLVENTE: ARRASTRE POR SOLVENTE: EN EPITELIO INTESTINAL Y RENAL POR GRADIENTE EN EPITELIO INTESTINAL Y RENAL POR GRADIENTE

DE CONCENTRACION DE STARLING, AUMENTA LA DE CONCENTRACION DE STARLING, AUMENTA LA PRESION HIDROSTATICA ARRASTRANDO SOLUTOS.PRESION HIDROSTATICA ARRASTRANDO SOLUTOS.

TRANSPORTE ACTIVOTRANSPORTE ACTIVO SE CARACTERIZA POR:SE CARACTERIZA POR:

IR EN CONTRA DE UN GRADIENTE QUIMICO O ELECTRICO.IR EN CONTRA DE UN GRADIENTE QUIMICO O ELECTRICO.

NECESITAR DE TRANSPORTADORES.NECESITAR DE TRANSPORTADORES.

REQUERIR ENERGIA ATRAVES DE LA ATPasa.REQUERIR ENERGIA ATRAVES DE LA ATPasa.

SER UN FENOMENO SATURABLE.SER UN FENOMENO SATURABLE.

PUEDE OCURRIR INHIBICION COMPETITIVA Y NO PUEDE OCURRIR INHIBICION COMPETITIVA Y NO COMPETITIVA.COMPETITIVA.

α αβ β

Funcionamiento de la bomba Na+/K+ ATPasa

REGULACION DE ATPasa Na+/K+.REGULACION DE ATPasa Na+/K+.

AUMENTAN SU ACTIVIDAD:AUMENTAN SU ACTIVIDAD:

AUMENTO DE AUMENTO DE CONCENTRACION DE CONCENTRACION DE Na+.Na+.

AMPc, DIACILGLICEROL.AMPc, DIACILGLICEROL.

HORMONAS TIROIDEAS.HORMONAS TIROIDEAS.

INSULINA.INSULINA.

ACTINA G.ACTINA G.

AUMENTAN EL NUMERO AUMENTAN EL NUMERO DE BOMBAS:DE BOMBAS:

ALDOSTERONA.ALDOSTERONA.

INHIBEN SU ACTIVIDAD:INHIBEN SU ACTIVIDAD:

OUABAINA.OUABAINA.

Endocitosis mediada por receptor

Pinocitosis Fagocitosis

Endocitosis/Exocitosis

Transcitosis

Las proteínas se comportan como polianiones, cuyas cargas están neutralizadas por iones K+ . Las membranas biológicas son permeables al K+

y a sus contraiones, con lo cual su concentración a ambos lados de la membrana se equilibra. Sin embargo, la existencia de proteínas en sólo uno de los compartimentos provoca la retención permanente de iones difusibles en ese lado de la membrana (efecto Donnan), lo que incrementa el efecto osmótico.

Efecto Donnan (inicial)

Efecto Donnan (equilibrio)

Jneto(K+ y Cl-)=0

EQUILIBRIO DE GIBBS-DONNAN:EQUILIBRIO DE GIBBS-DONNAN:

PRINCIPIOS:PRINCIPIOS:

Las soluciones en cada uno de los compartimientos, son Las soluciones en cada uno de los compartimientos, son eléctricamente neutras.eléctricamente neutras.

El producto de la concentración de los iones difusibles El producto de la concentración de los iones difusibles (K(K+ + x Clx Cl--) es igual a ambos lados de la membrana.) es igual a ambos lados de la membrana.

Del lado donde existe al anión no difusible, hay mayor Del lado donde existe al anión no difusible, hay mayor número de partículas osmoticamente activas.número de partículas osmoticamente activas.

La membrana se carga negativamente del lado donde La membrana se carga negativamente del lado donde se encuentra el anión no difusible (se carga se encuentra el anión no difusible (se carga electricamente a pesar que los compartimientos son electricamente a pesar que los compartimientos son neutros).neutros).

BIOPOTENCIALESBIOPOTENCIALES POTENCIAL DE DIFUSION:POTENCIAL DE DIFUSION:

ES UN POTENCIAL ELECTRICO VINCULADO A ES UN POTENCIAL ELECTRICO VINCULADO A LA LA DIFUSION DE IONESDIFUSION DE IONES QUE TIENEN DISTINTA QUE TIENEN DISTINTA PERMEABILIDAD.PERMEABILIDAD.

SE MANTIENE POR:SE MANTIENE POR: EXISTENCIA DE UN COMPARTIMIENTO CON ION EXISTENCIA DE UN COMPARTIMIENTO CON ION

NO DIFUSIBLE.NO DIFUSIBLE. FLUJO CONSTANTE DE IONES.FLUJO CONSTANTE DE IONES. TRANSPORTE ACTIVO (BOMBAS).TRANSPORTE ACTIVO (BOMBAS).

Potenciales de membrana creadosPotenciales de membrana creadospor difusiónpor difusión

++++++++++

Na+

[ Na +] extracelular > [ Na ] intracelular difunde

Luego, la difusión se frena por esas cargas (+) = POTENCIAL DE EQUILIBRIO

POTENCIAL DE EQUILIBRIO:POTENCIAL DE EQUILIBRIO:

PARA QUE EXISTA UN EQUILIBRIO DEBE HABER PARA QUE EXISTA UN EQUILIBRIO DEBE HABER IGUAL POTENCIAL IGUAL POTENCIAL ELECTROQUIMICOELECTROQUIMICO EN AMBOS EN AMBOS COMPARTIMIENTOS.COMPARTIMIENTOS.

ESTE ES LA SUMA DE LOS TRABAJOS.ESTE ES LA SUMA DE LOS TRABAJOS.

La ECUACION DE NERNST: Predice el potencial de La ECUACION DE NERNST: Predice el potencial de membrana para un ión únicomembrana para un ión único

ΔΔV=RT / ZF ln C1/C2.V=RT / ZF ln C1/C2.

ΔΔV= 61,5 mV. log C1/C2 V= 61,5 mV. log C1/C2

Concentraciones iónicas y potenciales de equil ibrio

Ión LEC (mM) LIC (mM) E ión a 37ºC

K+ 5 150 -90mV

Na+ 145 15 +60mV

Cl- 108 10 -63mV

La ecuación de GOLDMAN-HODGKIN-KATZ, predice el potencial de membrana, en reposo, para múltiples iones

Vm= 61,5 log PK.[K]e + PNa.[Na]e + PCl.[Cl]i

PK.[K]i + PNa.[Na]i + PCl.[Cl]e

Donde:

P=permeabilidad relativa de la membrana al ión

El potencial de membrana, en reposo, está determinado por las contribuciones combinadas del producto:

(gradiente de concentración) x (permeabilidad de la membrana)

para cada ión.

POTENCIAL DE MEMBRANA:POTENCIAL DE MEMBRANA: LA MEMBRANA CELULAR ES NEGATIVA LA MEMBRANA CELULAR ES NEGATIVA

EN SU SUPERFICIE INTERNA Y POSITIVA EN SU SUPERFICIE INTERNA Y POSITIVA EN SU SUPERFICIE EXTERNA.EN SU SUPERFICIE EXTERNA.

EN EL INTERIOR= – 70 mV (neurona).EN EL INTERIOR= – 70 mV (neurona).

DEBIDO PRINCIPALMENTE A LA SALIDA DE DEBIDO PRINCIPALMENTE A LA SALIDA DE K+ POR GRADIENTE QUIMICO Y K+ POR GRADIENTE QUIMICO Y

MANTENIDO POR LA BOMBA NAMANTENIDO POR LA BOMBA NA++/K/K++ ATPasaATPasa

K+

K+

K+

K+

K+

A

AA

La vida es muy peligrosa. No por las personas que hacen el mal,

sino por las que se sientan a ver lo que pasa.

Albert Einstein