Membrana Celular y Transporte
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Questions and Answers

¿Cuál de los siguientes lípidos de membrana, además de ser abundante, desempeña un papel crucial como receptor o antígeno en la superficie celular?

  • Fosfatidilcolina
  • Colesterol
  • Glucolípidos (correct)
  • Esfingomielina

Si una membrana celular incrementa su contenido de colesterol, ¿qué cambio principal se esperaría observar en sus propiedades físicas?

  • Reducción del grosor de la bicapa
  • Disminución de la fluidez (correct)
  • Aumento de la permeabilidad a iones
  • Aumento de la fluidez

¿Qué característica estructural de los fosfolípidos es esencial para la formación de la bicapa lipídica en las membranas celulares?

  • Su alta solubilidad en agua
  • La posesión de un anillo de colesterol
  • Su naturaleza anfipática (correct)
  • La presencia de enlaces peptídicos

En el contexto del transporte a través de la membrana celular, ¿cuál de las siguientes funciones es realizada exclusivamente por proteínas integrales o transmembrana?

<p>Formar canales iónicos (B)</p> Signup and view all the answers

En el transporte pasivo de sustancias a través de la membrana celular, ¿qué factor determina directamente la dirección del movimiento de las moléculas?

<p>El gradiente de concentración (B)</p> Signup and view all the answers

Una célula epitelial necesita transportar glucosa a través de su membrana plasmática desde una zona de baja concentración a una de alta concentración. ¿Qué tipo de transporte de membrana es más probable que utilice?

<p>Transporte activo (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de transporte utiliza la bomba de sodio-potasio para mantener el potencial de membrana?

<p>Transporte activo primario (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes describe correctamente el contratransporte?

<p>Dos solutos se mueven en direcciones opuestas a través de la membrana. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes NO es una característica de la difusión facilitada?

<p>Dependencia directa de la hidrólisis de ATP (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes iones tiene la mayor permeabilidad en la membrana celular en reposo, en orden descendente?

<p>K+ &gt; Cl- &gt; Na+ (B)</p> Signup and view all the answers

Si una sustancia bloquea la función de las integrinas en una célula, ¿qué proceso celular se vería más directamente afectado?

<p>La adhesión celular (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta un aumento en la permeabilidad al ion cloruro (Cl-) al potencial de membrana?

<p>Provoca una hiperpolarización. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué define el potencial umbral en una célula excitable?

<p>El voltaje necesario para desencadenar un potencial de acción. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre cuando la entrada de sodio (Na+) a la célula iguala la salida de potasio (K+)?

<p>Se alcanza el potencial umbral y se desencadena el potencial de acción. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes NO es una característica de los potenciales locales?

<p>Se propagan sin decremento a lo largo de la membrana. (B)</p> Signup and view all the answers

Si una fibra muscular esquelética tiene un potencial de estado estacionario (Es) de -90mV, ¿qué indica este valor con respecto a la distribución de iones a través de la membrana?

<p>Indica que el interior de la célula es más negativo que el exterior. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función cumple la fosforilación de la Sinapsina I en el proceso de transmisión sináptica?

<p>Proporciona la energía necesaria para movilizar la vesícula neurotransmisora hacia la membrana presináptica, usando el citoesqueleto como guía. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes proteínas NO está directamente involucrada en el acoplamiento de la membrana de la vesícula a la membrana presináptica (complejo SNARE)?

<p>Clatrina. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el papel principal de la proteína GTPasa Rab 3 en la liberación de neurotransmisores?

<p>Facilitar la fusión de la vesícula con la membrana presináptica y luego participar en el reciclaje de la vesícula. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué proceso ocurre cuando las proteínas citoplasmáticas NSF y SNAP actúan sobre el complejo V-snare y T-snare?

<p>Se desacopla el complejo V-snare y T-snare para permitir la reutilización de las proteínas. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes describe correctamente un Potencial Postsináptico Inhibidor (PPSI)?

<p>Es una hiperpolarización local causada por el aumento en la permeabilidad al cloro y potasio. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué evento es directamente responsable del aumento en la liberación de acetilcolina en la unión neuromuscular?

<p>La entrada de calcio en la terminación presináptica. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes subunidades del receptor nicotínico de acetilcolina es reemplazada en mamíferos adultos, modificando las propiedades del canal?

<p>Subunidad delta. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal diferencia entre un PPSE y un PPSI en términos de polarización de la membrana postsináptica?

<p>El PPSE causa despolarización, mientras que el PPSI causa hiperpolarización. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes funciones NO corresponde a la titina dentro de la sarcómera?

<p>Unir la actina a las líneas Z. (B)</p> Signup and view all the answers

Si la hidrólisis de ATP se inhibiera en la cabeza de miosina, ¿qué proceso se vería directamente afectado?

<p>La unión de la miosina a la actina. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el componente principal del cuerpo del filamento grueso y qué función primordial desempeña?

<p>Las colas de las moléculas de miosina; proporcionar rigidez al filamento. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué estructura resulta de la combinación del brazo y la cabeza de miosina, y cuál es su importancia en la contracción muscular?

<p>Los puentes transversales; interactúan con los filamentos de actina para generar contracción. (B)</p> Signup and view all the answers

Si una mutación genética afectara la función de la desmina, ¿qué estructura muscular se vería comprometida directamente?

<p>La conexión de las líneas Z con la membrana plasmática. (A)</p> Signup and view all the answers

Una muestra de tejido muscular muestra una Banda M difusa o ausente. ¿Cuál sería la implicación de esta observación?

<p>El tejido es incapaz de mantener el correcto espaciado entre filamentos de actina. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes NO es una característica fundamental de la cabeza de miosina que influye en su función durante la contracción muscular?

<p>Capacidad de unirse a la titina. (D)</p> Signup and view all the answers

Si se bloqueara la función de las cadenas ligeras de la miosina, ¿qué proceso se vería más directamente afectado?

<p>La regulación de la función de la cabeza de miosina. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes describe mejor la conducción por circuitos locales en las fibras musculares esqueléticas?

<p>Se basa en la propagación continua de la corriente activa entre las zonas despolarizadas y en reposo de la membrana. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Por qué la conducción saltatoria es energéticamente eficiente para las fibras nerviosas mielinizadas?

<p>Porque la despolarización solo ocurre en los nodos de Ranvier, disminuyendo el trabajo de la bomba sodio-potasio. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué función principal desempeñan los nodos de Ranvier en la conducción saltatoria?

<p>Permitir la regeneración del potencial de acción al contener una alta densidad de canales de sodio dependientes de voltaje. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo el diámetro de una fibra nerviosa afecta la velocidad de conducción del potencial de acción?

<p>Un diámetro mayor disminuye la resistencia axoplásmica, aumentando la velocidad. (D)</p> Signup and view all the answers

¿De qué manera el grado de mielinización influye en la velocidad de conducción nerviosa?

<p>A mayor mielinización, mayor velocidad de conducción debido al aislamiento eléctrico. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de una mayor distancia internodal en la velocidad de conducción del potencial de acción en una fibra mielinizada?

<p>A mayor distancia internodal, mayor velocidad de conducción, siempre que los nodos de Ranvier funcionen correctamente. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta la amplitud de la corriente de entrada de sodio a la velocidad de conducción nerviosa?

<p>Una mayor amplitud de corriente de sodio aumenta la velocidad de conducción al proporcionar más corriente para despolarizar áreas adyacentes. (B)</p> Signup and view all the answers

En un axón, si se aplica un estímulo en el punto medio, ¿qué tipo de conducción se esperaría observar?

<p>Conducción bidireccional, ortodrómica y antidrómica, desde el punto de estimulación. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta la hipokalemia al potencial de membrana en reposo (ER) de una célula excitable?

<p>El ER se vuelve más negativo (hiperpolarización). (C)</p> Signup and view all the answers

En un paciente con hipercalcemia, ¿qué efecto se esperaría observar en la excitabilidad celular y por qué?

<p>Disminución de la excitabilidad celular debido al aumento del umbral de excitabilidad. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor el efecto de la acidosis en la concentración de calcio ionizado en la sangre?

<p>Aumenta la concentración de calcio ionizado al disminuir la unión del calcio a las proteínas plasmáticas. (A)</p> Signup and view all the answers

En la alcalosis, ¿cómo se modifica la unión de los iones de calcio a las proteínas plasmáticas y cuál es el efecto resultante en la excitabilidad celular?

<p>Disminuye la unión, aumentando la excitabilidad celular. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente el umbral de excitabilidad en la hipocalcemia?

<p>El umbral de excitabilidad disminuye, facilitando la generación de un potencial de acción. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué diferencia fundamental existe entre la conducción y la transmisión en el contexto de los potenciales de acción?

<p>La conducción se refiere a la propagación del potencial de acción dentro de una célula, mientras que la transmisión implica el paso entre células. (B)</p> Signup and view all the answers

Considerando las características de la conducción axonal, ¿cuál de los siguientes factores dificulta el flujo pasivo de corriente en los axones?

<p>Alta resistencia del axoplasma al flujo de corriente y fuga de cargas positivas a través de la membrana. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta un estado de hiperkalemia al potencial umbral de una neurona, y cuál es la consecuencia en la excitabilidad celular?

<p>Disminuye el potencial umbral, aumentando la excitabilidad. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

¿Qué es la hipokalemia?

Niveles bajos de potasio en el líquido extracelular (LEC), lo que aumenta la salida de potasio de las células.

Valores en hipokalemia

Es: aumenta; Eu: igual; Umbral de excitabilidad: aumenta; Excitabilidad celular: disminuye.

¿Qué es la hiperkalemia?

Niveles altos de potasio en el LEC, lo que resulta en menor salida de potasio de la célula y una carga interna menos negativa.

Valores en hiperkalemia

Es: disminuye; Eu: igual; Umbral de excitabilidad: disminuye; Excitabilidad celular: aumenta

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¿Qué es la hipocalcemia?

Disminución del calcio en sangre, aumentando la excitabilidad celular porque se necesita menos voltaje para activar los canales de sodio.

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Valores en hipocalcemia

Es: no cambia; Eu: aumenta; Umbral de excitabilidad: disminuye; Excitabilidad celular: aumenta.

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¿Qué es la hipercalcemia?

Aumento del calcio en sangre, disminuyendo excitabilidad celular porque se necesita más voltaje para activar los canales de sodio

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Valores en hipercalcemia

Es: no cambia; Eu: disminuye; Umbral de excitabilidad: aumenta; Excitabilidad celular: disminuye

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¿Lípidos más abundantes en la membrana?

Son los lípidos más abundantes en la membrana celular, especialmente los que contienen colina.

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¿Función de los glucolípidos?

No tan abundantes como los fosfolípidos, pero sobresalen en la superficie externa y actúan como receptores o antígenos.

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¿Rol del colesterol en la membrana?

Mantiene la fluidez de la membrana celular, dependiendo de la cantidad presente.

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¿Cómo se organizan los fosfolípidos?

Los fosfolípidos se organizan en una bicapa con cabezas hidrófilas (afines al agua) hacia afuera y colas hidrófobas (que repelen el agua) hacia adentro.

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¿Función de proteínas integrales?

Atraviesan la membrana y forman canales que permiten el movimiento pasivo de iones.

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¿Qué hacen las proteínas transportadoras?

Se unen a moléculas para transportarlas a través de la membrana, siguiendo gradientes electroquímicos.

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¿Qué es el transporte pasivo?

Movimiento al azar de moléculas a través de la membrana impulsado por la energía cinética.

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¿Qué es la difusión simple?

Paso de moléculas a través de la membrana desde áreas de mayor a menor concentración.

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Cotransporte/Contratransporte

Un soluto usa su gradiente para dar energía a otro soluto que se mueve en contra de su gradiente.

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Sinapsina I fosforilación

Fosforilación que libera energía para mover la vesícula a la membrana presináptica, usando el citoesqueleto.

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¿Qué es el potencial de estado estacionario (Es)?

Diferencia de potencial eléctrico entre el interior y el exterior de una célula en reposo.

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Proteínas de acoplamiento sináptico

Proteínas (V-snare, T-snare) y del citoplasma necesarias para la unión de la vesícula a la membrana presináptica.

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Valor de Es en fibra muscular y célula nerviosa

FME: -90mv; CN: -70mv

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Proteína GTPasa Rab 3

Proteína que facilita la fusión de la vesícula y luego se recicla.

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Permeabilidad de la membrana

La membrana es muy poco permeable a proteínas intracelulares y aniones orgánicos grandes (A-), dando una carga interna negativa.

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Exocitosis

Proceso donde la vesícula se fusiona con la membrana para liberar neurotransmisores.

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Permeabilidad de la membrana (orden descendente)

K+ > Cl- > Na+

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PPSE

Potencial local de hipopolarización en la neurona postsináptica.

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¿Cómo se difunden K+, Cl- y Na+?

K+ sale de la célula por canales pasivos; Na+ y Cl- entran.

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PPSI

Potencial local de hiperpolarización en la neurona postsináptica.

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¿Qué hace la bomba de sodio-potasio?

Transporta 3 Na+ fuera y 2 K+ dentro, usando transporte activo.

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Unión neuromuscular

Unión entre una fibra nerviosa mielínica y una fibra del músculo esquelético.

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¿Qué es el potencial local?

Cambio en el potencial de membrana en reposo al aplicar un estímulo.

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Desencadenante de acetilcolina

La entrada de calcio en la terminación presináptica.

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¿Qué son las corrientes activas?

Dependen de un estímulo umbral y la activación de canales de sodio y potasio voltaje dependientes en el axón.

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¿Qué es la conducción por circuitos locales?

Flujo de corriente entre zonas de la membrana despolarizadas y en reposo. Característica de fibras musculares esqueléticas.

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¿Qué es la conducción saltatoria?

Los PA 'saltan' de un nodo de Ranvier a otro en fibras mielinizadas.

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¿Qué es la conducción bidireccional?

PA se conduce en ambas direcciones desde el punto de estimulación.

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¿Por qué es importante la conducción saltatoria?

Aumenta la velocidad de conducción y conserva energía en el axón.

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¿Qué son los nodos de Ranvier?

Interrupciones en la vaina de mielina donde los impulsos 'saltan'.

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¿Qué factores determinan la velocidad de conducción?

Diámetro de la fibra, grado de mielinización y distancia internodal.

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¿Cómo afecta la amplitud de corriente de sodio a la velocidad?

Cuanto mayor sea la corriente de sodio, mayor será la corriente para las zonas adyacentes.

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¿Qué es la Banda M?

Zona oscura en el centro de la Banda H, con conexiones entre filamentos de miosina.

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¿Qué es la línea/disco Z?

Proteína filamentosa que delimita la sarcómera.

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¿Qué es la actinina?

Une la actina a las líneas Z.

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¿Qué es la titina?

Conecta las líneas Z con la línea M, manteniendo la estructura de la sarcómera. Protege de la sobredistensión

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¿Qué es la desmina?

Une las líneas Z con la membrana plasmática.

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¿Qué es la miosina?

Proteína compleja que se une a la actina.

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Características esenciales de la cabeza de miosina

Sitio activo para unión de actina, sitio de unión para ATP y actividad ATPasa para liberar energía.

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¿Cuáles son los componentes proteicos del filamento delgado?

Actina, troponina y tropomiosina.

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Study Notes

  • Capítulo 1 trata sobre la membrana, el transporte iónico y el potencial eléctrico celular

Lípidos de la Membrana

  • Los fosfolípidos son los principales lípidos de la membrana, en particular los que contienen colina (fosfatidilcolina y esfingomielina).
  • Los glucolípidos, menos abundantes, muestran su parte de carbohidratos en la superficie externa, actuando como receptores o antígenos.
  • El colesterol regula la fluidez de la membrana, determinada por su cantidad.

Formación de Fosfolípidos

  • Los fosfolípidos forman bicapas lipídicas anfipáticas
  • Cada fosfolípido tiene una cabeza hidrófila (hacia el citosol y el LEC) compuesta por un fosfato de un compuesto nitrogenado (colina o etanolamina).
  • Posee una cola hidrófoba (dirigida al interior) formada por ácidos grasos que repelen el agua.

Moléculas Proteicas en la Membrana Celular

  • Constituyen el 50% de la masa de la membrana celular.
  • Las proteínas integrales o transmembrana cruzan toda la membrana, creando canales proteicos/iónicos que permiten el movimiento pasivo de iones.
  • Las proteínas transportadoras se unen a las moléculas y mueven sustancias a través de la membrana según gradientes electroquímicos.
  • Las integrinas, lamininas y cadherinas son moléculas de adhesión.
  • Ciertas proteínas funcionan como bombas para el transporte activo de iones.
  • Otras proteínas actúan como receptores para neurotransmisores y hormonas, iniciando cambios fisiológicos al unirse.
  • Algunas proteínas funcionan como enzimas, catalizando reacciones en la superficie de la membrana.

Transporte Pasivo

  • Se basa en el movimiento aleatorio de moléculas (movimiento browniano) a través de la membrana o con proteínas transportadoras.
  • Implica la energía cinética.
  • La difusión simple implica el paso de moléculas o iones a través de la membrana o canales proteicos de zonas de mayor a menor concentración.
  • La difusión facilitada requiere la unión de la sustancia con una proteína transportadora específica, con competencia y saturación.

Clasificación de Canales Iónicos

  • Según el grado de regulación:
  • Los canales pasivos/de fuga están siempre abiertos sin compuertas.
  • Los canales activos se regulan y tienen compuertas formadas por extensiones de las proteínas integrales que se abren o cierran en respuesta a estímulos.
  • Según el estado funcional:
  • Los canales cerrados y activables (en reposo) están cerrados por falta de estímulo para su apertura.
  • Los canales abiertos (activos) están abiertos por la presencia de un estímulo.
  • Los canales cerrados e inactivos pueden estar en estado refractario, con el estímulo presente pero el canal no permite el paso de iones.

Canales Iónicos Mecanosensibles

  • La energía para su apertura proviene de fuerzas mecánicas transmitidas a través del citoesqueleto.
  • Receptores del huso muscular y receptores de Paccini en la piel detectan la deformación mecánica contribuyendo al tacto y la presión.

Canales Iónicos Ligando-Dependientes

  • Las compuertas de los canales proteicos se abren al unirse una molécula a un sitio receptor específico.
  • La acetilcolina al unirse a un receptor abre un poro que permite el paso de sodio y potasio.

Canales Iónicos Dependientes de Voltaje

  • La compuerta del canal responde al potencial eléctrico a través de la membrana celular
  • Los canales de potasio y sodio voltaje dependientes son ejemplos responsables de la generación y conducción del potencial de acción en fibras nerviosas y musculares.

Canales Iónicos Asociados a Canalopatías

  • La SCN (10) codifica el canal de sodio y participa la fase de despolarización del potencial de acción nervioso y muscular
  • Su disfunción se relaciona con la epilepsia y parálisis periódica hipercalémica.
  • CACNA (10) codifica el canal de calcio, clave en la fase de meseta del potencial de acción cardíaco y la exocitosis de neurotransmisores
  • Sus anomalías contribuyen al síndrome de Brugada y la ataxia episódica.

Transporte Activo

  • Las moléculas se mueven en contra de su gradiente de concentración, requiriendo energía de la hidrólisis del ATP.
  • El transporte activo primario utiliza proteínas transportadoras llamadas ATPasas, que obtienen energía de la degradación de ATP.
  • El transporte activo secundario usa la energía potencial almacenada en los gradientes de concentración creados por la bomba sodio-potasio.
  • Cotransporte: desplaza dos solutos hacia el mismo lado de la membrana, usualmente incluyendo el ion Na.
  • Contratransporte: mueve solutos en direcciones opuestas, como en el intercambio de NA-H en túbulos renales y conductos pancreáticos.

Potenciales Eléctricos de la Célula

  • Capítulo 2 cubre los potenciales eléctricos de las células.

Potencial de Estado Estacionario (Es)

  • Es la diferencia de potencial entre el interior y el exterior de una célula viva en reposo.

Valores del Potencial de Estado Estacionario

  • En fibra muscular esquelética: -90mV.
  • En célula nerviosa: -70mV.

Permeabilidad de la Membrana Celular

  • Es prácticamente impermeable a proteínas intracelulares y aniones orgánicos grandes (A-), otorgando una carga interna negativa.

Orden de Permeabilidad de la Membrana (descendente)

  • K+ > Cl- > Na+

Difusión de K, Cl y Na

  • El K se difunde fuera de la célula a través de canales pasivos según su gradiente.
  • El Na y el Cl se difunden hacia adentro.

Bomba de Sodio-Potasio

  • Transporta 3 iones Na hacia afuera y 2 iones K hacia adentro, utilizando transporte activo.

Potencial Local

  • Es un cambio en el potencial de membrana en reposo producido al aplicar un estímulo.

Características del Potencial Local

  • Se presenta en toda célula viva.
  • Causa hipopolarización al aumentar la permeabilidad al ion Na.
  • Causa hiperpolarización al aumentar la permeabilidad al Cl- y K+.
  • Decae exponencialmente en tiempo y espacio.
  • Se suman en tiempo y espacio.
  • Su magnitud depende de la intensidad del estímulo.

Potencial Umbral (Eu)

  • Es el voltaje necesario para iniciar una serie de cambios abruptos en la permeabilidad de la membrana (potencial de acción, PA).

Evento en el Potencial Umbral

  • La entrada de sodio iguala la salida de potasio, creando inestabilidad del potencial de membrana para iniciar el PA.

Estímulo Umbral

  • Genera hipopolarización que evoluciona el potencial de membrana en reposo hasta el Eu, desencadenando el PA.

Estímulo Sub-Umbral

  • Tiene menor intensidad, pero puede inducir la suma de potenciales locales de hipopolarización al estimularse continuamente, alcanzando el valor Eu y desencadenando el PA.

Estímulo Supraumbral

  • Posee mayor intensidad que el umbral, desencadenando un PA con características iguales al generado por el estímulo umbral.

Potencial de Acción

  • Es una serie de cambios abruptos y explosivos en la permeabilidad normal de la membrana al aplicarse un estímulo umbral o supraumbral.

Fases del Potencial de Acción

  • Despolarización: Comienza con hipopolarización hasta alcanzar el Eu, activando el canal de sodio voltaje dependiente (VD) y aumentando la entrada de sodio. El canal de potasio VD se abre lentamente iniciando la salida de potasio. La inactivación de los canales de sodio VD ocurre al alcanzar +35mV, deteniendo la entrada de sodio.
  • Repolarización: Se recupera la polaridad debido a la salida de potasio a través de canales VD. Los canales de sodio están inactivos. Se alcanza el valor del potencial de membrana y se produce hiperpolarización por salida continua de potasio. La bomba sodio-potasio restablece el potencial sacando sodio e introduciendo potasio.

Características del Potencial de Acción

  • Sigue la ley del todo o nada.
  • Tiene magnitud constante de 105 mV (-70mV a +35mV) y dura 2 ms.
  • No se suma debido al periodo refractario absoluto (PRA).
  • Se conduce sin decremento.
  • Se propaga bidireccionalmente.

Periodos de Excitabilidad de la Célula

  • Periodo refractario absoluto (PRA): Ocurre durante la despolarización, anulando la excitabilidad celular. Los canales e sodio están inactivos.
  • Periodo refractario relativo: La excitabilidad disminuye por canales de sodio inactivos y exceso de salida de K, requiriendo mayor estímulo para excitar la célula.

Hipokalemia

  • Implica menos potasio en el LEC, lo que aumenta su salida a través de canales pasivos según su gradiente.
  • Es: aumenta
  • Eu: igual
  • Umbral de excitabilidad: aumenta
  • Excitabilidad celular: disminuye

Hiperkalemia

  • Implica más potasio en el LEC limitando su salida y cargando menos negativamente a la célula.
  • Es: disminuye
  • Eu: igual
  • Umbral de excitabilidad: disminuye
  • Excitabilidad celular: aumenta

Hipocalcemia

  • La apertura de canales de sodio se facilita con pequeños cambios de voltaje y el valor del potencial umbral aumenta.
  • Disminuye la fijación de iones calcio y disminuyen las cargas positivas alterando el ambiente eléctrico del canal, reduciendo el voltaje requerido para abrirlo.
  • Es: no cambia
  • Eu: aumenta
  • Umbral de excitabilidad: disminuye
  • Excitabilidad celular: aumenta

Hipercalcemia

  • El exceso de calcio disminuye el potencial umbral y la excitabilidad celular.
  • La mayor fijación de calcio altera el estado eléctrico de los canales de sodio VD, incrementando el voltaje necesario para su apertura.
  • Los pacientes reflejan debilidad muscular e hiporreflexia.
  • Es: no cambia
  • Eu: disminuye
  • Umbral de excitabilidad: aumenta
  • Excitabilidad celular: disminuye

Acidosis

  • Las proteínas plasmáticas captan hidrogeniones y liberan iones de calcio, lo que eleva la concentración de calcio libre en la sangre.
  • Es: no cambia
  • Eu: disminuye
  • Umbral de excitabilidad: aumenta
  • Excitabilidad celular: disminuye

Alcalosis

  • Las proteínas plasmáticas liberan hidrogeniones y captan calcio reduciendo su concentración en sangre.
  • Es: no cambia
  • Eu: aumenta
  • Umbral de excitabilidad: disminuye
  • Excitabilidad celular: aumenta

Valores Normales de Iones

  • Na+: 135-145 mEq/l
  • K+: 3.9-5.1 mEq/l
  • Cl-: 98-108 mEq/l
  • Ca++:
  • 8.8 - 10.0 mg/dl
  • 4.5 - 5.5 mEq/l
  • 2.0 - 2.5 mmol/l
  • Mg++:
  • 1.5 - 2.5 mEq/l
  • 0.75 - 1.0 mmol/l
  • HCO3: 24 - 26 mEq/l
  • pH: 7.35 - 7.45

Transmisión y Conducción del Potencial de Acción (PA)

  • El capítulo 3 cubre la transmisión y conducción del PA.

Conducción vs. Transmisión

  • La conducción se refiere a la propagación del PA a las porciones vecinas de una célula.
  • La transmisión es el paso del PA de una célula a otra.

Características de la Conducción

  • El flujo pasivo de corriente en los axones es limitado debido a la alta resistencia del axoplasma y la fuga de cargas positivas al exterior.
  • Las corrientes activas dependen de la aplicación de un estímulo umbral al axón y la posterior activación de los canales de sodio y potasio voltaje dependientes (VD).

Tipos de Conducción

  • Circuitos locales: un estímulo umbral induce un circuito local de flujo de corriente activa entre las zonas despolarizadas y las que están en reposo. Es típica de las fibras musculares esqueléticas y se basa en la apertura de canales de sodio y potasio VD.
  • Saltatoria: en fibras mielinizadas, si el primer nodo de Ranvier se despolariza, la corriente se propaga despolarizando el siguiente nodo.
  • Bidireccional, ortodrómica y antidrómica: si se estimula el punto medio de un axón, el PA se conduce en ambas direcciones.

Conducción Saltatoria

  • La despolarización salta largos intervalos en la fibra nerviosa.
  • Aumenta la velocidad de conducción en las fibras nerviosas.
  • Al despolarizarse solo los nodos, menos iones participan y se requiere menor trabajo de la bomba sodio-potasio.

Nodos de Ranvier

  • Son interrupciones en la vaina de mielina que permiten que los impulsos salten de un nodo a otro.
  • Los iones usan los nodos porque la vaina de mielina es impenetrable, y la densidad de los canales de sodio VD es mayor.

Factores que Determinan la Velocidad de Conducción Nerviosa

  • Diámetro de la fibra: a mayor diámetro, menor resistencia al axoplasma y mayor velocidad de conducción.
  • Grado de mielinización: la mielina aísla eléctricamente, y a mayor grosor, mayor velocidad de conducción.
  • Distancia internodal: a mayor distancia entre nodos, más rápido la conducción.
  • Amplitud de corriente de entrada de sodio: factores como la edad y la temperatura influyen la corriente de sodio, fluyendo así más a las zonas adyacentes en reposo.

Anestésicos Locales

  • Las fibras de dolor C son más susceptibles a los anestésicos locales que las fibras de tacto y presión AB.

Sinapsis

  • Es la comunicación entre dos células que permite que los PA se transmitan de una célula nerviosa a otra.

Anatomía de la Sinapsis

  • Membrana pre-sináptica: Contiene el neurotransmisor (NT) almacenado en vesículas.
  • Espacio sináptico: Mide entre 200 y 300 angstroms entre las células.
  • Membrana post-sináptica: tiene receptores para el neurotransmisor.

Clasificación de la Sinapsis por Estructuras Anatómicas

  • Axosomática: axón de una neurona con el soma de otra.
  • Axodendrítica: axón de una neurona con la dendrita de otra.
  • Axoaxónica: axón de una neurona con el axón de otra.
  • Unión neuromuscular: axón de una neurona con la fibra muscular.

Clasificación de la Sinapsis por Transmisión

  • Eléctricas: hay uniones gap o hendiduras entre las células, y el PA pasa directamente. Es común en músculo liso visceral y cardíaco.
  • Químicas:
  • Las neuronas pre-sinápticas liberan un neurotransmisor, teniendo una latencia más larga
  • Esto se debe a la unión con receptores y la inducción de eventos intracelulares que modifican su potencial de reposo hasta desencadenar el PA.

Eventos en la Membrana Presináptica

  • El potencial de acción despolariza la terminal presináptica y activa canales de calcio voltaje dependientes.
  • La entrada de calcio induce la liberación del neurotransmisor por exocitosis.

Secuencia de Eventos en la Membrana Presináptica

  • La despolarización de la terminal nerviosa (neurona presináptica) induce activación de canales de calcio voltaje dependientes
  • La unión del calcio a la Calcio-calmodulina Il activa a la Proteína kinasa
  • Posteriormente la fosforilación de la Sinápsina I regula la unión de la vesícula al citoesqueleto.
  • Finalmente la fosforilación de la Sinapsina I libera energía para movilizar la vesícula hacia la membrana presináptica, usando el citoesqueleto como riel.

Proteínas de enlace en la vesícula

  • Sinaptobrevina (VAMP)
  • Sinaptotagmina (P65)

Proteínas de enlace presentes en la membrana presináptica

  • Neurexina
  • SNAP-25.
  • Sintaxina inactivada por la Munc18

Proteínas del citoplasma

  • se requieren para que una vesícula se fije a un sitio definido de la membrana presináptica
  • N- etil-malemida sensible a la fusión (NSF)
  • Proteína soluble de fijación a la NSF (SNAP)
  • La fusión de la vesícula depende de GTPasa Rab 3, que facilita la fusión y luego, al hidrolizarse a GDPasa, se separa asistiendo al reciclaje removiendo el neurotransmisor por exocitosis
  • El reciclaje de la vesícula comienza cuando las proteínas de citoplasma NSF SNAP desacoplan el complejo V-snare y T-snare, volviéndose a formar y recubriendo con clatrina

Eventos en la Membrana Post-Sináptica

  • PPSE (Potencial post-sináptico excitador): Potencial local de hipopolarización en la neurona post-sináptica causado por la unión del NT al receptor abriendo canales que aumentan la permeabilidad al sodio y potasio.
  • PPSI (Potencial post-sináptico inhibidor): Potencial local de hiperpolarización en la neurona post-sináptica causado por la unión del NT al receptor, lo que aumenta la permeabilidad al cloro y potasio.

Unión Neuromuscular

  • Es la unión entre el botón terminal de una fibra mielínica y una fibra del músculo esquelético.

Liberación de Acetilcolina

  • La entrada de calcio en la terminación presináptica desencadena un aumento en esta liberación.

Receptor Nicotínico de Acetilcolina

  • Con cinco subunidades:
  • 2 unidades alfa idénticas
  • 1 subunidad beta
  • 1 subunidad gamma
  • 1 delta
  • En mamíferos adultos, la delta se reemplaza por una subunidad épsilon que disminuye el tiempo de apertura, pero aumenta su conductancia.

Potencial de Placa Motora (PPM)

Se produce cuando

  • Se unen 2 moléculas de acetilcolina a una proteína, abriendo un conducto, aumenta así la permeabilidad al sodio y al potasio.
  • Esto trae como consecuencia un potencial local de hipopolarización.

Propiedades de la Sinapsis

  • Retardo sináptico: es el tiempo entre la llegada del PA a la terminal pre-sináptica y la aparición de la respuesta de la membrana post-sináptica. Las vías nerviosas con sinapsis múltiples son más lentas.
  • Transmisión unidireccional
  • Fatiga Sináptica: una estimulación alta reduce tanto cantidad de NT liberado que sobrepasa su síntesis deteniendo la transmisión.

Excitación e Inhibición en la Sinapsis

  • Excitación postsináptica: la hipopolarización por la unión transmisor-receptor en la membrana post-sináptica, promoviendo la entrada de sodio.
  • Inhibición postsináptica: hiperpolarización por la unión transmisor-receptor en la membrana post-sináptica, promoviendo la entrada de cloro o salida de potasio.

Músculo Esquelético

  • El capítulo 5 cubre las propiedades del musculo esquelético.

Proteína Fijadora de Calcio

  • Troponina

Composición del Músculo Esquelético

  • Fibras musculares insertadas en los tendones

Composición de Cada Fibra Muscular

  • Cada fibra contiene miofibrillas que a su vez contienen filamentos de miosina (gruesos, 1,500) y actina (delgados, 3,000).
  • Los filamentos de miosina y actina son responsables de la contracción muscular.
  • La organización de estos filamentos le da al músculo esquelético su apariencia estriada

Sarcómera

  • Es la unidad funcional del músculo esquelético.
  • Está delimitada por dos líneas Z.
  • Banda I (clara): dividida por la línea Z, contiene actina, tropomiosina y troponina.
  • Banda A (oscura): contiene filamentos de miosina y los extremos de los filamentos de actina superpuestos.
  • Banda H (clara): en el centro de la Banda A, donde los filamentos de actina no se sobreponen a los de miosina en el músculo relajado.
  • Banda M (oscura): en el centro de la Banda H, formada por conexiones hexagonales manteniendo los filamentos de miosina ordenados.
  • La polaridad de las moléculas de miosina se invierte en el disco Z.

Proteínas que enlazan los filamentos

  • Actina, une la actina con las líneas Z.
  • Titina se une a La titina une las líneas Z con la línea M manteniendo los filamentos de actina y miosina en unión, actuando como armazón de la sarcómera.
  • Desmina une las líneas Z con la membrana plasmática.

Miosina

  • Es una proteína compleja que se une con actina.

Composición de la Miosina

  • Tiene seis cadenas polipeptídicas.
  • Dos cadenas pesadas: se enrollan para formar una doble hélice llamada cola.
  • Cuatro cadenas livianas: ayudan a regular la función de la cabeza de la miosina para la contracción muscular.

Características de la Cabeza de Miosina

  • Tiene un sitio activo para unirse a la actina, una hendidura para el ATP.
  • Posee actividad ATPasa.

Capacidad de Unir Actina

  • Confiere la hidrólisis del ATP.

Miosina como Mecanoenzima

  • Es capaz de hidrolizar ATP y liberar energía necesaria para la contracción muscular esquelética.

Formación del Cuerpo del Filamento Grueso

  • El conjunto de colas de las moléculas de miosina le dan rigidez.

Brazo de Miosina

  • Parte de la doble hélice de las dos cadenas pesadas, sobresale del cuerpo del filamento grueso.

Puentes Transversales o Cruzados

  • El conjunto del brazo y la cabeza de miosina sobresalen del cuerpo del filamento grueso, y su interacción con la actina resulta en contracción.

Filamento Delgado

  • Esta compuesto por componentes proteicos distintos: Actina:
    • Es la proteína mas abundante que en presencia de calcio y ATP se une a la miosina.
    • Se organiza en un collar de cadenas helicoidales que forman el filamento. Tropomiosina:
    • Son largas moléculas unidas en cadena que tapan los sitios activos de actina imposibilitando su unión. Troponina:
    • Es una unidad globular localizada en intervalos regulares de las moléculas de tropomiosina.
    • Tiene tres subunidades:
      • Troponina T: afinidad por la tropomiosina y la troponina
      • Troponina I: afinidad por la actina, inhibe la acción de la miosina
      • Troponina C: afinidad por el Ca+2 al iniciar el proceso contráctil

Retículo Sarcoplásmico

  • Alberga grandes cantidades de Calcio, importante para la contracción muscular
  • Se divide en:
    • Túbulos longitudinales: largos y dispuestos paralelamente a las miofibrillas, terminan en grandes cisternas terminales
    • Cisternas terminales: se encuentran colindantes con los túbulos transversos.

Túbulos T

  • Corren de manera transversal sobre las miofibrilas en forma de invaginaciones que contienen fluído extracelular

Triadas

  • Conexión de dos cisternas terminales con el túbulo transverso (T)

Complejo Distrofina-Glucoproteína

  • Fortalece y brinda soporte a la fibra muscular y transmite la fuerza contráctil al citoesqueleto
  • Mutaciones de este complejo causan distrofia muscular

Distrofina

  • Es una proteína que conecta los filamentos delgados de actina con la proteína sarcolema distroglucano B

Conexión Sarcolema

  • El filamento de actina se conecta al sarcolema mediado por las distrofínas A y B

Estados de la Contracción Muscular

  • Complejo enérgético: Miosina-ADP + Pi
  • Complejo activo: Miosina-ADP-actina
  • Estado de rigor: Miosina-Actina

Mecanismo de la Contracción Muscular

  • El PA se genera en la neurona y viaja por medio de conducción saltatoria llegando a la terminación nerviosa
  • El Ca+2 es liberado a través de canales VD y se da la secreción de NT (Ach).
  • La acetilcolina actúa sobre canales nicotínicos de la célula blanco y abre los canales iónicos ligando dependientes
  • Los canales iónicos elevan la permeabilidad al K+ y al Na+ y se producen pequeños potenciales locales que elevan el Eu y disparan el potencial al final.
  • El potencial viaja por círculos locales sobre el sarcolema.
  • El potencial despolariza la célula a través de los túbulos T y las cisternas terminales liberan iones de Ca+2 en grandes cantidades.
  • Los puentes cruzados se forman:
    • Aproximamiento de la miosina al objetivo (actina) sin embargo no se unen (complejo energético)
    • En presencia de Ca+2, la actina y la miosina se unen gracias a la liberación de fosfatos de la cabeza de miosina (complejo activo)
    • La miosina y la actina se mantienen unidas, formando un complejo sólido (rigor)

Acortamiento Muscular

  • Se da una vez unido el complejo miosina-actina, luego el ADP se separa y ocurre el movimiento de la cabeza de miosina, conduciendo al acortamiento del filamento de actina

Golpe de Fuerza

  • La cabeza de miosina se mueve enderezando las cadenas livianas del cuello al unirse la miosina con la actina

Acople Excitación-Contracción

  • Es el proceso en el que la despolarización da inicio a la contracción de las fibras musculares

Proceso de Acople

  • La membrana tubular T activa el retículo sarcoplásmico por medio de los receptores de dihidropiridina que son canales VD en la membrana de los túbulos T

Energía de la Contracción Muscular

  • Se obtiene de la hidrólisis del ATP en ADP y Pi.

Vías de Regeneración del ATP

  • Fosforilación Directa: velocidad muy lenta con alcance limitado y no genera ATP.
  • Glucólisis: velocidad rápida con alcance limitado y genera 2-3 ATP
  • Fosforilación Oxidativa: velocidad lenta con alcance ilimitado en las mitocondrias y genera 36 ATP

Unidad Motora

  • Formada por la unión de fibras mielinizadas y las fibras musculares que inervan
  • El numero de dichas fibras dictan el tamaño de la unidad

Tipos de Unidades Motoras

  • Pequeñas: gran número de unidades en músculo que son activadas rápidamente y son resistentes a fatiga (poca fuerza, axones excitables)
  • Grandes: poca resistencia a fatiga y gran fuerza (no excitables, rápidas y energéticas)

División Fibras Musculares Esqueléticas

  • Tipo I: músculos rojos (contracciones lentas y largas con oxidación)
  • Tipo II: músculos blancos (rápidos y hábiles con glucolisis, bombardeo de Calcio y baja oxidación)

Propiedades del Músculo Esquelético

  • Reclutamiento de unidades musculares, aumentando intensidad del estimulo.
  • Tétano: contracciones musculares sostenidas por estimulación repetida neuronal o muscular
  • Fatiga: imposibilidad de mantener la contracción, hipercalemia, agotamiento de recursos y disminución del pH y del flujo sanguíneo por el ácido láctico

Proteínas Estructurales

  • Titina: conecta la línea Z con la línea M, elasticidad y alineación
  • Nebulina: regula la longitud de los filamentos de actina
  • Miomesina: mantiene los filamentos de miosina estabilizados en la línea M
  • Proteína C: organiza y regula los filamentos de actina y miosina
  • Tropomodulina: regula los filamentos de actina
  • CapaZ: evita la perdida o adhesión de los monómeros de actina
  • Distrofina: une el citoesqueleto celular con la matriz a través del sarcolema
  • a-Actina: proteína estructural que une los filamentos de actina y titina en los discos Z

Tipos de Contracción Muscular

  • Concéntrica: los sarcómeros se acortan y los puentes cruzados se deslizan activamente.
    • Requiere que el músculo genere mayor fuerza que la del ambiente.
  • Excéntrica: los sarcómeros se alargan y los puentes cruzados se resisten al movimiento contrario
    • Requiere mayor tensión que la del ambiente.
  • Isométrica: no acortamiento sarcómero ni movimiento.
    • Los puentes cruzados formados regulan el movimiento pero no son significantes.
    • Requiere una tensión constante.

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Quiz Team

Description

Este cuestionario aborda los lípidos de la membrana celular, su función como receptores y antígenos. También explora el efecto del colesterol en las propiedades físicas de la membrana y el transporte pasivo y activo de sustancias, destacando el papel de las proteínas integrales.

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