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1-Tipos de transporte de membrana facilitado por proteínas.
3-Diferencias entre canales iónicos y transportadores.
4-Definición de bomba transportadora.
5- Tipos de bombas transportadoras: características generales y ejemplos de cada uno de ellos.
6- Canal iónico: definición y tipos.
7- Mecanismo de acción de un canal iónico dependiente de voltaje.
8- Mecanismos de transporte de iones Ca ++^ existentes en la membrana del retículo
endoplásmico y en la membrana plasmática de una célula no muscular.
9 Generación y mantenimiento del potencial eléctrico en una célula eucariótica animal.
10- Definición y consecuencias del potencial de acción.
SEMINARIO DE TRANSPORTE DANIEL ANGULO PARRA
1. Transporte activo y cotransporte En él se efectúa un transporte en contra del gradiente de concentración o electroquímico y, para ello, las proteínas transportadoras implicadas consumen energía metabólica (comúnmente adenosín trifosfato). La hidrólisis del compuesto que actúa como moneda energética puede ser muy evidente, como en el caso de los transportadores que son ATPasas, o puede tener un origen indirecto: por ejemplo, los cotransportadores emplean gradientes de determinados solutos para impulsar el transporte de un determinado compuesto en contra de su gradiente, a costa de la disipación del primer gradiente mencionado. Pudiera parecer que en este caso no interviene un gasto energético, pero no es así puesto que el establecimiento del gradiente de la sustancia transportada colateralmente al compuesto objetivo ha requerido de la hidrólisis de ATP en su generación mediante unos determinados tipos de proteínas denominados bombas. 2 Por ello, se define transporte activo primario como aquél que hidroliza ATP de forma directa para transportar el compuesto en cuestión, y transporte activo secundario como aquél que utiliza la energía almacenada en un gradiente electroquímico. Algunos rasgos importantes del transporte activo, además de su capacidad de intervenir aun en contra de gradiente, su cinética y el empleo de ATP, son: su elevado grado de selectividad y su facilidad de inhibición farmacológica selectiva. Tipos: Transportadores Bombas
- DIFERENCIAS
Cómo funcionan
Las proteínas canal o canales iónicos forman en su interior un canal acuoso por el que pasan los iones. Así, hay canales de Na+, Ca2+, Cl-, ... Hay 2 tipos de canales iónicos que se abren cuando reciben una señal determinada: Canales regulados por ligando se abren cuando se une una sustancia química llamada ligando (un neurotransmisor, una hormona, etc.). Canales regulados por voltaje: se abren por un cambio de potencial de membrana (como en el caso de los canales iónicos de la membrana de las neuronas que intervienen en la transmisión del impulso nervioso).
Las proteínas transportadoras de membrana o permeasas se unen específicamente a la molécula que transportan y sufren un cambio conformacional que libera a la molécula transportada al otro lado de la membrana.
Sustancias transportadas
Las proteínas canal transportan iones. Las proteínas transportadoras o permeasas transportan moléculas polares como glucosa, aminoácidos, metabolitos, etc.
Cinética de saturación
En el caso de las proteínas transportadoras o permeasas existe una velocidad máxima de transporte que se alcanza cuando el transportador está saturado.
aminoácidos con carga positiva que se mueven en el campo eléctrico de la membrana durante la apertura o cierre del canal. El cambio en la diferencia de potencial eléctrico en ambos lados de la membrana provoca el movimiento del sensor. El movimiento del sensor de voltaje crea un movimiento de cargas (llamado corriente de compuerta) que cambia la energía libre que modifica la estructura terciaria del canal abriéndolo o cerrándolo. Algunos de estos canales tienen un estado refractario conocido como inactivación cuyo mecanismo está dado por una subunidad independiente de aquellas responsables de la apertura y cierre.
Canales de sodio (Na +) La fase de la rápida despolarización del potencial de acción de las células nerviosas y musculares (esqueléticas, lisas y cardíacas) y, en general, de las células excitables, depende de la entrada de Na+^ a través de canales activados por cambios de voltaje. Esta
entrada de Na+^ produce una despolarización del potencial de membrana que facilita, a su vez, la apertura de más canales de Na +^ y permite que se alcance el potencial de equilibrio para este ion en 1-2 mseg. Cuando las células se encuentran en reposo, la probabilidad de apertura de los canales de Na+^ es muy baja, aunque durante la despolarización se produzca un dramático aumento de su probabilidad de apertura.
Canales de potasio (K+^ )
Los canales de K+^ constituyen el grupo más heterogéneo de proteínas estructurales de membrana. En las células excitables, la despolarización celular activa los canales de K
- (^) y facilita la salida de K+ (^) de la célula, lo que conduce a la repolarización del potencial de membrana. Además, los canales de K+^ juegan un importante papel en el mantenimiento del potencial de reposo celular, la frecuencia de disparo de las células automáticas, la liberación de neurotransmisores, la secreción de insulina, la excitabilidad celular, el transporte de electrolitos por las células epiteliales, la contracción del músculo liso y la regulación del volumen celular. También existen canales de K+^ cuya activación es independiente de cambios del potencial de membrana que determinan el potencial de reposo y regulan la excitabilidad y el volumen extracelular. Canales de calcio (Ca2+^ ) En las células en reposo, la concentración intracelular de Ca 2+^ es 20.000 veces menor que su concentración en el medio extracelular; por otro lado, el interior celular es electronegativo (-50 a -60 mV), es decir, que existe un gradiente electroquímico que favorece la entrada de iones Ca2+^ en la célula. Sin embargo, en una célula en reposo, la membrana celular es muy poco permeable al Ca2+, por lo que la entrada del mismo a favor de este gradiente es reducida. Ahora bien, durante la activación celular, la concentración intracelular de Ca 2+^ aumenta como consecuencia de la entrada de Ca 2
- (^) extracelular a través de la membrana, bien a través de canales voltaje-dependientes. La entrada de Ca2+^ a través de los canales voltaje-dependientes de la membrana celular participa en la regulación de numerosos procesos biológicos: génesis del potencial de acción y la duración de éste, acoplamiento excitación-contracción, liberación de neurotransmisores, hormonas y factores de crecimiento, sinaptogénesis, osteogénesis, procesos de diferenciación celular, hipertrofia y remodelado, entre otros.
Canales de cloro (Cl-^ )
Los canales de Cl -^ juegan un importante papel en la regulación de la excitabilidad celular, el transporte transepitelial y la regulación del volumen y del pH celulares y pueden ser activados por cambios de voltaje, ligandos endógenos (Ca, AMPc,proteínas G) y fuerzas físicas (dilatación celular).
Reservorio de iones calcio (Ca2+) El REL en las células musculares que toma el nombre de retículo sarcoplásmico (RS) que adopta una conformación muy especializada (tubos T) que actúan como reservorio de iones calcio (Ca2+). Si una motoneurona recibe un impulso nervioso, éste desencadena la liberación de acetilcolina en la placa neuromuscular. La unión de la acetilcolina con sus receptores de la célula muscular conduce a la liberación de los iones calcio almacenados en el retículo sarcoplásmico hacia el citosol. Estos iones de Ca2+ citosólicos ponen en marcha la contracción muscular. Cuando los iones de calcio retornan son transportados activamente al RS (transporte mediado por la acción de una bomba de calcio situada en la membrana del RS) produciéndose la miorelajación. Intercambiador calcio-sodio: Es una proteína de la membrana celular de todas las células eucariotas. Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca 2+^ ) hacia el exterior de la célula empleando para ello el gradiente de sodio; su finalidad es mantener la baja concentración de Ca 2
- (^) en el citoplasma que es unas diez mil veces menor que en el medio externo. Por cada catión Ca2+^ expulsado por el intercambiador al medio extracelular penetran tres cationes Na +^ al interior celular.^1 Se sabe que las variaciones en la concentración intracelular del Ca 2+^ (segundo mensajero) se producen como respuesta a diversos estímulos y están involucradas en procesos como la contracción muscular, la expresión genética, la diferenciación celular, la secreción, y varias funciones de las neuronas. Dada la variedad de procesos metabólicos regulados por el Ca 2
- (^) , un aumento de la concentración de Ca2+ (^) en el citoplasma puede provocar un funcionamiento
anormal de los mismos. Si el aumento de la concentración de Ca 2+^ en la fase acuosa del citoplasma se aproxima a un décimo de la del medio externo, el trastorno metabólico producido conduce a la muerte celular. El calcio es el mineral más abundante del organismo, además de cumplir múltiples funciones.
En todas las células eucariotas existe una diferente concentración iónica a ambos lados de la membrana. Como consecuencia de ello, hay también una diferente distribución de cargas eléctricas y una diferencia de potencial eléctrico.
La membrana dispone de canales iónicos selectivos para cada especie iónica, los cuales pueden modificar su estado de cierre o apertura en respuesta a diferentes estímulos. Este hecho proporciona a la célula un mecanismo muy útil y eficaz para sufrir cambios transitorios en los flujos de determinados iones a través de la membrana y, como consecuencia, modificar su diferencia de potencial eléctrico. Esta propiedad resulta de particular importancia en aquellas células que se han especializado en transmitir información, (endocrinas, musculares y nerviosas). De hecho, las señales eléctricas utilizadas por las células excitables son el resultado de modificaciones transitorias en el flujo de iones y, por lo tanto, de corriente eléctrica, como consecuencia de la apertura o cierre de determinados canales iónicos.
Un potencial de acción o también llamado impulso eléctrico, es una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular modificando su distribución de carga eléctrica. Los potenciales de acción se utilizan en el cuerpo para llevar información entre unos tejidos y otros, lo que hace que sean una característica microscópica esencial para la vida de los animales. Pueden generarse por diversos tipos de células corporales, pero las más activas en su uso son las células del sistema nervioso para enviar mensajes entre células nerviosas (sinapsis) o desde células nerviosas a otros tejidos corporales, como el músculo o las glándulas.
