Fisiología General: Membrana Plasmática y Transporte de Solutos, Diapositivas de Física

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FG- 2

Transporte a través de la membrana plasmática

Dra. Silvia Arribas Departamento de Fisiología (C22) Facultad de Medicina-UAM [email protected] Grado de Medicina Fisiología general 2020- 2021

Objetivos Objetivos

• Enumerar las funciones de la membrana plasmática. Importancia para el mantenimiento de diferencias de concentración de solutos
• Conocer las principales unidades de medida de concentraciones de solutos
• Conocer los conceptos de equilibrio químico, eléctrico y osmótico
• Conocer el concepto de gradiente y difusión
• ¿En qué se diferencian el transporte activo y el pasivo?
• En el transporte pasivo, ¿Qué diferencia hay entre la difusión simple y la facilitada?
• Explicar porqué la difusión facilitada es más rápida que la simple
• Explicar por qué para transportar algo en contra de gradiente se necesita transporte activo
• Describir algunas características del transporte por poros, canales iónicos y permeasas.
• Enumerar los tipos de transporte activo y conocer algún ejemplo de cada uno
• Describir brevemente el funcionamiento de la Na-K ATPasa
• Explicar que tipo de sustancias necesitan transporte a través de vesículas

Características de la membrana plasmática

Compartimento extracelular Compartimento intracelular Membrana plasmatica

• Lipidos
  • Fosfolipidos
  • Esfingolipidos
  • Colesterol
• Proteínas (integrales/perifericas/asociadas a lipidos)
  • Enzimas
  • Receptores
  • Transportadores
  • Canales
• Hidratos de carbono (exterior)- Glucocálix Especialización celular → Diferentes componentes →Diferente función

Funciones de las membranas celulares

1. Intercambio de sustancias entre la célula y el medio extracelular (o entre orgánulos y citoplasma)
2. Recibir mensajes para que la célula genere respuestas:

• Crecimiento/muerte
• Movimiento
• Secreción
• Reconocimiento

4. Mantenimiento del gradiente electroquímico a ambos lados de la membrana
5. Secretar sustancias : hormonas, neurotransmisores, sustancias paracrinas La membrana plasmática (o de orgánulos intracelulares) presenta permeabilidad selectiva

Líquidos corporales. Agua

Líquido intracelular (40%) Líquido extracelular (20%)

• Líquido intersticial
• Liquido intravascular (Plasma)
• Otros (líquidos transcelulares):
  • Sinovial
  • Cefalorraquídeo
  • Humor acuoso
  • Endolinfa/perilinfa (cóclea y sistema vestibular) Cálculo agua corporal: 1Kg peso = 1 L agua Agua

Líquidos corporales: solutos

Solutos: Iones Moléculas Unidades de medida

• Molaridad (M): Moles/L (moles/volumen) (1 mol=6 x 10 23 moléculas)
• pH: - log 10

[H

]

• Equivalentes /L = Molaridad x valencia iónica (solutos cargados)
• Osmolaridad (OsM) : osmoles/L (partículas osmóticamente activas/volumen)
• Osmolalidad : osmoles/Kg (partículas osmóticamente activas/Kg)

Intracelular (LIC) Extracelular (LEC) L. Extracelular Cargas positivas

• Na

Cargas negativas

• Cl

• HCO 3

Apenas hay proteínas L. Intracelular Cargas positivas

• K

• Mg ++ Apenas hay Ca ++ libre Cargas negativas
• HPO 4 2 -
• Grupos cargados de las proteínas

Desequilibrio químico entre LIC y LEC

Entre LIC y LEC existen gradientes

Las moléculas tienen movimiento intrínseco y se mueven aleatoriamente Gradiente de concentración: diferencia de concentración de una sustancia entre dos lugares Si la sustancia es permeable difunde hasta igualar concentraciones

Gradiente eléctrico y potencial de membrana

En una célula en reposo hay una diferencia de

potencial entre ambos lados de la membrana=

potencial de membrana en reposo

Interior con proteínas cargadas

negativamente que no pueden

atravesar la membrana

Es negativo (Interior con respecto del exterior)

Gradiente electro-químico https://www.youtube.com/watch?reload=9&v=Ba02v7eoVWQ 50 50

Gradiente electroquímico. Fuerza neta que mueve un

soluto cargado a través de la membrana (resultado de

gradiente químico y eléctrico)

+ (^) + + +

- (^) - - -

Presión hidrostática Presión partícula Presión que ejercen las partículas Flujo de agua Ecuación de Van´t Hoff. Transforma la concentración en presión (ATA) Presión osmótica= Nº partículas x Concentración x Coeficiente reflexión x R x T

Presión osmótica

Las partículas se mueven y generan presión sobre el recipiente Soluto (rojo) Agua (azul). Presión del agua= presión hidrostática

Osmolaridad y tonicidad

Osmolaridad. Definición : Número de partículas por volumen de solución

• Independiente del tipo de partícula
• Independiente de si la partícula penetra o no La osmolaridad se puede medir (osmómetro) El LIC y LEC tienen la misma osmolaridad= 275 - 295 mOsM

A

B

A es hiperosmótica respecto B

A

B

A es isoosmótica respecto B

A

B

A es hipoosmótica respecto B

La tonicidad depende de:

• Concentración de partículas por volumen de solución (osmolaridad)
• Si la partícula de la solución penetra o no a través de la membrana Solutos no penetrantes Solución A y célula isosmóticas Solución A isotónica con la célula

Osmolaridad y tonicidad

¿Cómo se comporta?

Solutos no penetrantes Solución A y célula isosmóticas Solución A isotónica con la célula Solutos penetrantes Solución A y célula isosmóticas Solución A hipotónica con la célula En el equilibrio la célula atraerá agua La célula aumenta su volumen

Osmolaridad y tonicidad

No siempre coinciden la osmolaridad y la tonicidad