Transporte de iones y moléculas a través de la membrana celular

Líquido Extracelular e Intracelular

LÍQUIDO
EXTRACELULAR
LÍQUIDO
INTRACELULAR
Na+
142 mEq/l
10 mEq/l
K+
4 mEq/l
140 mEq/l
Ca2+
2,4 mEq/l
0,0001 mEq/l
Mg2+
1,2 mEq/l
58 mEq/l
CI-
103 mEq/l
4 mEq/l
HCO3
24 mEq/l
10 mEq/l
Fosfatos-
4 mEq/l
75 mEq/l
SO4
1 mEq/l
2 mEq/l
Glucosa
90 mg/dl
0 a 20 mg/dl
Aminoácidos --- 30 mg/dl
¿200 mg/dl?
Colesterol
Fosfolípidos
·0,5 g/dl-
2 a 95 g/dl
Grasa neutra
PO2 -
35 mmHg
¿20 mmHg?
PCO2
46 mmHg
7
Proteínas
2 g/dl
(5 mEq/l)
16 g/dl
(40 mEq/l)
Glicoproteína
Carboidrato
Glicolipídeo
Colesterol
Proteína
globular
Proteína
integral
Proteína
alfa-hélice Proteína de canal
Proteína
periférica
¿50 mmHg?
pH
7,4

Tipos de Proteínas en la Membrana Celular

Selectividad de las Proteínas

Selectividad

Proteínas Transportadoras

• Espacios acuosos
• Movimiento libre del agua, iones y moléculas
  pequeños

Proteínas de los Canales

• Union y transformación

Proteína
del canal
Proteínas transportadoras
.DIFUSIÓN
TRANSPORTE
ACTIVO
· Lo produce el movimiento cinético
· Aleatorio
· Sustancias molécula o moléculas
· Difusión facilitada y Difusión simple
· Proteínas transportadoras
· lones y otras sustancias
· En contra de un gradiente de
concentración
Proteína
del canal
Proteínas transportadoras
Energía
Difusión
simple
Difusión
facilitada
Difusión
Transporte activo
Figura 4-2. Vías de transporte a través de la membrana celular y
mecanismos básicos de transporte.

Vías de Transporte a Través de la Membrana Celular

Proteína
del canal
Proteínas transportadoras
Energía
Difusión
simple
Difusión
facilitada
Difusión
Transporte activo
Figura 4-2. Vías de transporte a través de la membrana celular y
mecanismos básicos de transporte.

Difusión y Transporte Activo

Características de la Difusión

• Lo produce el movimiento
  cinético
• Aleatorio
• Sustancias molécula o moléculas
• Difusión facilitada y Difusión
  simple

Características del Transporte Activo

• Proteínas transportadoras
• lones y otras sustancias
• En contra de un gradiente de
  concentración
• Transporte activo primario y
  Transporte activo secundario

Difusión
simple
Difusión
facilitada
lifeder_
Na+ Glucosa
Punto de
unión del Na
Punto de unión
de la glucosa
Na+
Glucosa

Tipos de Difusión

Difusión de Sustancias Liposolubles

• Liposolubilidad > Velocidad de difusión
• Oxígeno, Nitrógeno, Anhídrido
  carbónico y Alcoholes

Difusión de Agua y Moléculas Insolubles en Lípidos

• Poros proteicos (acuaporinas), 13 tipos
  en mamíferos
• Selectivas
• Moléculas pequeñas
• Paso de iones deshidratados

Passive Transport
Diffusion
Facilitated Diffusion
8
Ca
High Concentration
Low Concentration
Low Concentration
High Concentration
Amoeba Sisters
#AmoebaGIFS

Canales Proteicos

Características de los Canales Proteicos

• Permeable de manera selectiva
• Canales de actividad por voltaje
  (compuertas) o ligandos.
• Canal de Na+ 0.3 a 0.5nm de
  diámetro

Apertura y Cierre de Canales

• Activación por voltaje ej.respuesta
  nerviosa
• Activación química (por ligando) ej.
  acetilcolina

Exterior Compuerta Na+
cerrada
Na+
Compuerta
abierta
1
1
Interior
Exterior
Interior
Compuerta 1
cerrada
Compuerta
abierta
K+
1
K+
Figura 4-5. Transporte de los iones sodio y potasio a través de canales
proteicos. También se muestran los cambios conformacionales de las
moléculas proteicas para abrir o cerrar las «compuertas» que con-
trolan los canales.

Tipos de Difusión Celular

Passive Transport
Diffusion
Facilitated Diffusion
High Concentration
Low Concentration
Low Concentration
High Concentration
Amoeba Sisters
#AmoebaGIFS

Velocidad de Difusión

Difusión Simple y Facilitada

Difusión simple
Vmáx
Velocidad de difusión
Difusión
facilitada
Concentración de la sustancia
Figura 4-7. Efecto de la concentración de una sustancia sobre la velo-
cidad de difusión a través de una membrana mediante difusión simple
y difusión facilitada. Este gráfico muestra que la difusión facilitada se
aproxima a una velocidad máxima denominada Vmáx.

Velocidad de Difusión y Factores

Exterior
Interior
-
+
-
+
Ce
A
Membrana
B
Pistón
P2
C
Figura 4-9. Efecto de la diferencia de concentraciones (A), de la
diferencia de potencial eléctrico que afecta a los iones negativos (B)
y de la diferencia de presión (C) en la generación de la difusión de
moléculas e iones a través de una membrana celular. Ce, concentración
extracelular, C, concentración intracelular; P1, presión 1; P2, presión 2.

Ósmosis a Través de la Membrana con Permeabilidad Selectiva

Difusión Neta del Agua

• Ósmosis: Diferencia de concentración del
  agua a través de la membrana.
• Presión osmótica: presión necesaria para
  detener la ósmosis.
• Osmolalidad (osmol): peso molecular-gramo
  de un soluto osmóticamente activo.
  (300mosmol por kilogramo de agua)
• Osmolaridad: practica de los estudios
  fisiológicos y la concentración osmolar
  expresada en osmoles por litro de solución.

Solución de NaCl
0
0
O
0
0
O
0
O
0
D
D
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
Ósmosis
Figura 4-10. Ósmosis en una membrana celular cuando se coloca
una solución de cloruro sódico a un lado de la membrana y agua en
el otro lado.

Efectos de la Osmolalidad en la Célula

A
280 mOsm/l
1
B
C
ISOTÓNICA
Sin cambios
· 200 mOsm/l
HIPOTÓNICA
La célula se hincha
360 mOsm/F .
HIPERTÓNICA
La célula se encoge

Transporte Activo

Ejemplos de Iones Transportados

• Ej. Iones de sodio, potasio, calcio, hierro,
  hidrógeno, cloruro, yodo y urato, etc.

Transporte Activo Primario

• Utiliza ATP o fosfatos de alta energía
• Ej. Bomba Sodion-Potasio

Transporte Activo Secundario

• Energía secundaria del transporte activo
  primario
• Cotransporte y contratransporte

Exterior
3Na+
2K+
ATPasa
3Na+
ADP
ATP
+
2K
Pi
Interior
Figura 4-12. Mecanismo propuesto de la bomba de sodio-potasio.
ADP, difosfato de adenosina; ATP, trifosfato de adenosina; Pi, ion
fosfato.

Transporte Activo Secundario

Cotransporte

• Ambas sustancias entran a la célula

Na+ Glucosa
Punto de unión
del Na
Punto de unión
de la glucosa
Na+
Glucosa
Figura 4-13. Mecanismo propuesto para el cotransporte con sodio
de la glucosa.

Contratransporte

• Sustancia del interior al exterior

Na+
Na+
Exterior
Interior
Ca2+
H+
Figura 4-14. Contratransporte con sodio de iones calcio e hidrógeno.

Transporte Activo a Través de Capas Celulares

Ejemplos de Epitelios

• Ej. pitelio intestinal, epitelio de los
  túbulos renales, epitelio de glándulas
  exócrinas, epitelio de la vesícula biliar,
  etc.
• Transporte activo y difusión simple o
  facilitada

Borde
en cepillo
Membrana
basal
Na+
Na
Transporte
activo
Ósmosis
1
Luz
Na+
y
H2O
Transporte
activo
Na+
Na
Ósmosis
Transporte
activo
Tejido conjuntivo
Ósmosis
Difusión
Figura 4-15. Mecanismo básico del transporte activo a través de una
capa de células.