Tema 1 Mecanismos de Transporte PDF

MECANISMOS DE TRANSPORTE Transporte activo Transporte pasivo Transporte de macromoléculas Referencias: Koepen B y Stanton B. ()Berne y Levy Fisiología. Capítulo 1 y 2. Elservier:...

MECANISMOS DE TRANSPORTE Transporte activo Transporte pasivo Transporte de macromoléculas Referencias: Koepen B y Stanton B. ()Berne y Levy Fisiología. Capítulo 1 y 2. Elservier: España Costanzo L (2011). Fisiología. Capítulo 1 Fisiología Celular. Elservier: España Raff H.(2011). Fisiología Médica un enfoque por aparatos y sistemas. Sección II Fisiología Celular: McGrawHill: México MEMBRANA PLASMÁTIC A Composición: Fosfolípidos Colesterol Proteínas → Transmembranal y periférica Glucoproteínas Glucolípidos Función Define a la célula como un compartimiento Regula el paso de materiales Transmite señales Almacena Energía  LÍPIDOS DE LA MEMBRANA Los fosfolípidos molécula anfipática (cabeza hidrofílica (polar), cola hidrofóbica (no polar). El colesterol estabiliza la membrana a una temperatura corporal normal. → fluidez  PROTEÍNAS DE MEMBRANA Integrales o transmembranales son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la capa de fosfolípidos. Ejemplos Receptores Moléculas de adhesión Canales iónicos Proteínas acarreadoras Bombas ATPasas Proteínas de señalización Periféricas están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma Ejemplo: Proteínas del esqueleto subcortical (actina) Antígenos de superficie celular Tipo de proteína Mecanismo de Accesibilidad de la vía transporte de transporte Poros Acuaporina, Difusión del sustrato a Accesible desde través del canal ambos lados de la membrana en todo momento Canales (de tipo compuerta) Difusión del sustrato a El canal abierto esta Na+ voltaje dependientes través del canal accesible desde ambos abierto lados de la membrana de forma simultánea Transportadores Unión del sustrato a Accesible sólo desde Transportadores de glucosa, un lado de la un lado de la aminoácidos, Na-K ATPasa membrana, cambio de membrana a la vez conformación de la proteína y liberación del sustrato al otro lado  ¿CÓMO ATRAVIESAN LAS SUSTANCIAS LAS MEMBRANAS? Depende: Tamaño, carga y composición de la sustancia o molécula Las membranas muestran una permeabilidad selectiva o Semipermeables; por lo que se deben considerar las siguientes características: Fluido: líquido, gas o cualquier sustancia que puede moverse o cambiar de forma, en respuesta a fuerzas externas, sin desintegrarse. Concentración: número de moléculas en una unidad de volumen. Gradiente: diferencia física entre dos regiones que hace que se muevan moléculas de una región a la otra. TRANSPORTE CELULAR TRANSPORTE PASIVO  CARACTERÍSTICAS  Este no requiere de energía y está gobernado principalmente por; la diferencia de concentración de una sustancia entre un lado y otro. Para soluto Difusión: Simple y Facilitada Para líquido (solvente) Ósmosis  Pueden existir otras fuerzas que lo generen, lo que mas influye en el transporte es: Concentración Actividad eléctrica Presión  Difusión  Difusión simple: Difusión de gases disueltos o moléculas, solubles en lípidos, a través de la membrana.  Difusión facilitada: Difusión de moléculas, soluble en agua, a través de la membrana, mediante la ayuda de proteínas de canal.  PRINCIPIOS DE LA DIFUSIÓN Movimiento Browniano Movimiento térmico aleatorio Gradiente electroquímico La fuerza que actúa sobre una molécula para conseguir que atraviese una membrana Coeficiente de difusión Proporcional a la velocidad que la molécula que difunde puede alcanzar el medio que le rodea, toma como referencia la energía térmica y tamaño de la molécula así como la viscosidad del medio. Más grande la molécula y más viscoso el medio; menor difusión. Ley de Fick J= flujo o velocidad de difusión Velocidad de difusión D= coeficiente de difusión A= área a través de la cual se produce la ∆𝑪 𝑱 = 𝑫𝑨 ∆𝑿 difusión ΔC= diferencia de concentración ΔX= distancia en la que se produce la difusión  COMPARACIÓN ENTRE DIFUSIÓN SIMPLE Y FACILITADA Característica Acuaporina Canal iónico Transportador de glucosa Conducción a través Siempre abiertos Abiertos, cerrados, Nunca abiertos de la membrana inactivados Actividad unitaria Siempre abiertos Apertura y cierre, Ciclos de cambios actividad estocástica conformacionales Partículas Hasta 2x108 106 a 108 200 a 50000 transportadas por segundo  ÓSMOSIS Desplazamiento del agua a través de la membrana celular Tonicidad: respecto a la concentración de la solución Hipertónico → mayor osmolaridad en el medio externo Hipotónico → menor osmolaridad en el medio externo Isotónico → equilibrio del medio interno – externo Isoosmótico: cuando dos soluciones tienen la misma osmolaridad http://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/memb/osmosis.html  OSMOLARIDAD OSMOLALIDAD Es la presión osmótica Es el número de moléculas generada por la moléculas de disueltas en un kilo de soluto disueltas en un litro de disolvente. disolvente. Depende de la masa del Dependen de la °T (mayor disolvente volumen a mayor °T)  PRESIÓN OSMÓTICA Es la presión mecánica necesaria para producir un flujo de agua igual y opuesto al flujo osmótico producido por un gradiente de concentración de agua. (similar a la ecuación de Nernts) Depende de la concentración del soluto π=iMRT ó π=g CσR T Donde: π = presión osmótica (atm) g = número de partículas i= factor de van´t Hoff (refleja la ionización de los solutos) σ= coef. disociación M=molaridad (moles/litro) C=concentración R=cte de gases (0.082 L*atm/K*mol) T= temperatura Kelvin (273+°C)  COEFICIENTE OSMÓTICO Depende de cada compuesto concreto, su concentración y la temperatura. Para electrólitos fisiológicos (NaCl, KCl, NaHCO3, CaCl2) es inferior a 1. Para solutos se aproxima a 1, Concentración osmóticamente eficaz (osmolaridad) osmoles/litro  EJEMPLO SACAROSA UREA 300mmol/L sacarosa 300mmol/L urea Osmolalidad: 300mOsm/Kg H2O Osmolalidad: 300mOsm/Kg H2O Tonicidad: isotónica Tonicidad hipotónica Osmol eficaz Osmol ineficaz  EJERCICIO Una solución de 1 mol/l de NaCl está separada de una solución de 2 mol/l de urea por una membrana semipermeable. Suponga que el NaCl está completamente disociado, que σNaCl = 0,3 y σurea = 0,05. ¿Son las dos soluciones isosmóticas y/o isotónicas? ¿Hay un flujo neto de agua y en qué dirección? Constanzo L (2011). Fisiología. Elservier TRANSPORTE ACTIVO  Transporte activo Transporte en contra del gradiente de concentración Requiere de energía Primario Bombas ATPasa Secundario Intercambiadores  PRIMARIO SECUNDARIO ❖Movimiento de materiales ❖A través de cotransportadores e intercambiadores contra su gradiente electroquímico a ❖Utilizan el gradiente producido por el transporte activo expensas de ATP primario para mover otro material en contra de su ❖Ejemplo: gradiente ❖Bombas ATPasas ❖Ejemplo: Na/K Na-GLUT SERCA (calcio) Antiportador H/glutamato TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO  INGRESO DE LA GLUCOSA A LAS CÉLULAS - Transporta glucosa y galactosa por TRANSPORTE ACTIVO SGLT1 - Es dependiente del Na+ - La energía para este trasporte se obtiene del ATP  Ingreso de la glucosa a las células GLUTS (Difusión https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Glucosa_Liberacion_Insulina_Pancreas.svg facilitada)  TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS Procesos por el cual ciertas sustancias entran en la célula sin pasar a través de la membrana Incluye los procesos de fagocitosis y pinocitosis Fagocitosis: captación de partículas Pinocitosis: captación de moléculas solubles. Aterosclerosis  EJERCICIO: INDIC A EL TIPO DE TRANSPORTE CELULAR Movimiento O2, vitaminas Difusión Simple liposolubles, glicerinas, alcoholes de bajo peso molecular Transporte Activo Primario Bomba de SERCA Glomérulos renales: filtración de la Difusión Facilitada sangre en los riñones, elimina urea, creatinina Proceso celular por el cual las Exocitosis vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana, liberando su contenido