MEMBRANA PLASMÁTICA

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFACULTAD DE MEDICINA

INSTITUTO DE MEDICINA EXPERIMENTALCATEDRA DE BIOQUIMICA

Presentado por:

Prof: Elvia Azuaje B.

Transporte a través de la membrana.

• La MP tiene una permeabilidad selectiva.

• A ↓ tamaño y ↑ hidrofobicidad, ↑difusión a través de la bicapa.

• Moléculas hidrosolubles y cargadas no pueden atravesar la bicapa (la mayoría).

• Es necesario un sistema de transporte para las moléculas impermeables a la bicapa: proteínas transportadoras de membrana

Equilibrio Químico y Equilibrio Eléctrico

•La difusión es un proceso espontáneo en el que una sustancia se mueve de una región de alta concentración a otra con baja concentración, lo que al final elimina la diferencia de concentración entre las dos regiones.

•Cuando participan solutos cargados, el movimiento neto de iones continúa hasta alcanzar el equilibrio electroquímico.

Clasificación

Transporte Pasivo

Transporte pasivo: difusión simple

• T Pasivo: No necesita energía (ATP).

• La difusión simple ocurre a través de la bicapa (inespecífico) o por poros (específico).

• Ocurre a favor de gradiente.

• La capacidad de difundir a través de la bicapa depende de:

- La diferencia de concentración a través de la membrana

- La permeabilidad de la membrana a la sustancia (hidrofobicidad = lipofilia)

- La superficie de la membrana

• Ej.: O2 y CO2, otros.

Difusión Simple

• Va a favor de la gradiente• Las moléculas atraviesan la capa fosfolipídica, para ello, deben ser

apolares y de bajo peso molecular

Transporte pasivo: difusión simple.

Difusión simple a través de la bicapa Entran moléculas lipídicas como:

- Hormonas esteroideas.

- Sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico.

- Moléculas polares de muy pequeño tamaño: agua, CO2, etanol y glicerina.

La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis

OSMOSISEs la difusión de agua a través de membranas y se realiza desde una región de concentración elevada de agua a una región de concentración baja.•Casi todas las membranas plasmáticas son muy permeables al agua.•Cuando las células se hallan en un medio cuya concentración es igual al medio intracelular, se dice que el medio es ISOTÓNICO Por tanto el agua que entra y sale a través de la membrana plasmática es la misma.•Si las células están en un medio de mayor concentración se habla de un medio HIPERTÓNICO, por tanto el agua sale del medio intracelular al extracelular, lo que causa una disminución del volumen de la célula, se arruga y muere.•Si las células están en un medio de menor concentración al que hay en el citoplasma, se dice que el medio es HIPOTÓNICO, por tanto el agua se mueve desde fuera de la célula hacia el interior. Si esta situación se prolonga, la célula aumenta de volumen y hasta puede estallar.

MOVIMIENTO DE MOLÉCULAS Y EL MEDIO AMBIENTE:

• Soluto: Molécula que se disuelve en una solución.

• Solvente: Sustancia capaz de disolver las moléculas de soluto (generalmente agua)

• Medio hipertónico: Mayor cantidad de moléculas de soluto fuera de la célula que dentro.

• Medio hipotónico: Menor cantidad de moléculas de soluto fuera de la célula que dentro.

• Medio isotónico: igual cantidad de moléculas de soluto fuera y dentro de la célula

OsmosisEs el flujo de volumen del solvente (agua) a través de una membrana semipermeable que separa dos soluciones de diferente concentración.

El agua fluye, no los solutos.

Lodish et al. 2004

Tipos de Transportadores

• Uniportadores: transportan un soluto en una dirección.

• Cotransportadores:

Simportadores: transportan dos solutos en la misma dirección.

Antiportadores: transportan dos solutos en direcciones opuestas.

Transportadores

• Unen la molécula a ser transportada, con alta afinidad.

• Se alternan entre dos conformaciones diferentes: “Ping” y “Pong”.

TRANSPORTE PASIVO: DIFUSIÓN FACILITADA.

• No necesita energía.

• Ocurre a favor de gradiente.

• La difusión facilitada es específica y saturable: mediada por proteínas transportadoras o permeasas.

• Implica un cambio conformacional en la proteína.

• Permite el transporte de pequeñas moléculas polares: glucosa, aminoácidos…

• Algunas moléculas por su tamaño o carga no difunden libremente a través de la membrana.

• Utilizan canales formados por proteínas de membrana (porinas) para moverse hacia adentro y afuera de la célula.

• Estos canales son usados para la glucosa y para iones pequeños y con carga tales como KK++, Na, Na++, Cl, Cl--.

DIFUSIÓN FACILITADA

Transportador de Glucosa (GLUT 4)

Difusión facilitada (a favor del gradiente)

TRANSPORTE ACTIVO• Necesita energía (ATP) y proteínas transportadoras (receptor + ATPasa).

• Es contra gradiente (“contracorriente”).

• Mantiene las diferencias de concentración entre el LEC y el LIC (p.e. K+, Na+, Ca+2…), permite la absorción de micronutrientes en intestino y la reabsorción en el riñón… y la generación y transmisión del impulso nervioso

El TRANSPORTE ACTIVO se lleva a cabo por medio de BOMBAS.

Proceso TERMODINAMICAMENTE DESFAVORECIDO, acoplado siempre a un proceso exergonico como x ej. conversión de

ATP a ADP+Pi

Las bombas se suelen llamar “ATPasas de transporte”

Es importante

La bomba de Na+ y K+

TRANSPORTE ACTIVO

TRANSPORTE A NIVEL DE MEMBRANA

TIPOS DE TRANSPORTE ACTIVO

- TA primario: La energía procede directamente del ATP…

- TA secundario o acoplado: La energía procede del gradiente generado por el TA primario.

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO• Transporte de iones: Na+, K+, Ca+2, H+, Cl-…

Bomba de Ca+2

Mantiene ↓[Ca+2]LIC

Bomba de Na+/K+

Mantiene ↓[Na+]LIC

↑[K+]LIC

• Ocurre en todas las células, fundamental en miocitos y neuronas

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO

Funciones de la bomba de Na+/K+ :

- Proporciona energía para el transporte de otras moléculas.

- Las células nerviosas y musculares utilizan el gradiente K+/Na+ para producir impulsos eléctricos.

- La salida activa de Na+ es importante para mantener el equilibrio osmótico celular.

TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO (ACOPLADOS) La transferencia de un soluto depende de la transferencia simultánea o secuencial de un segundo soluto.Simporte o unidireccional: transporte de ambos solutos en la misma dirección.Antiporte o de intercambio: transporte de los diferentes solutos en dirección opuesta.

La difusión de Na+ hacia el interior celular (a favor de gradiente) impulsa el movimiento de otra molécula en contra de su gradiente.

Ejemplos: transporte acoplado al Na+ de glucosa en células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales, antiporte de H+ y Ca+2

Ejemplos: 1) transporte activo primario, 2) transporte activo secundario y 3) difusión facilitada.

1

2

3

Transporte mediado por vesículas

Exocitosis y EndocitosisExocitosis y Endocitosis

Transporte mediados por vesículas

•Transporte de grandes moléculas hacia el interior, así como también

para la expulsión de moléculas grandes o en grandes cantidades, las

células utilizan vesículas. Estas son esferas delimitadas por membranas,

cuyo contenido permanece sin contacto con el resto de citoplasma.

Incorporación de soluciones o de proteínas grandes. Las vesículas se desprenden de la MP

Incorporación de soluciones o de proteínas grandes. Las vesículas se desprenden de la MP

• Requieren energía (ATP) para llevarse a cabo.• Algunas sustancias más grandes como polisacáridos,

proteínas y otras células cruzan las membranas plasmáticas mediante varios tipos de transporte grueso:

• Exocitosis• Endocitosis:

– Fagocitosis– Pinocitosis– Endocitosis mediada por receptores

EXOCITOSIS Y ENDOCITOSISEXOCITOSIS Y ENDOCITOSIS

EXOCITOSISEXOCITOSIS

• Una vesícula membranosa se desplaza hasta la membrana, se fusiona Una vesícula membranosa se desplaza hasta la membrana, se fusiona con la membrana y el contenido se vacía fuera de la célula.con la membrana y el contenido se vacía fuera de la célula.

Fluido celular externo

Citoplasma

EXOCITOSIS

• Organismos unicelulares

por ejemplo desechan sus

residuos metabólicos

mediante la formación de

vesículas que expulsan al

exterior

TIPOS DE EXOCITOSIS

Secreción ConstitutivaSecreción Constitutiva

Reponer membrana o proteínasReponer membrana o proteínas

Secreción ReguladoraSecreción Reguladora

Secreción de enzimas u hormonasSecreción de enzimas u hormonas

ENDOCITOSIS

• Mediante la formación de vesículas o vacuolas a partir de la membrana plasmática la célula incorpora macromoléculas u otras partículas.

• Tipos: Fagocitosis, Pinocitosis y Endocitosis mediada por receptores.

Citoplasma

Líquido intersticial

Vesícula

Membrana Plasmática

TIPOS DE ENDOCITOSIS: FAGOCITOSISTIPOS DE ENDOCITOSIS: FAGOCITOSIS

• La membrana plasmática forma

prolongaciones celulares que

envuelven la partícula sólida,

englobándola en una vacuola.

• Luego, uno o varios lisosomas se

fusionan con la vacuola y vacían

sus enzimas hidrolíticas en el

interior de la vacuola.

Pseudópodo

Alimento a ser ingerido

FAGOCITOSIS

TIPOS DE ENDOCITOSIS: TIPOS DE ENDOCITOSIS: PINOCITOSIS

• La membrana celular se

invagina, formando una vesícula

alrededor del líquido del medio

externo que será incorporado a

la célula.

• Luego se libera en el citoplasma.

Membrana celular

PINOCITOSIS

TIPOS DE ENDOCITOSIS: MEDIADA POR RECEPTOR

• Las sustancias que serán transportadas al interior deben primero acoplarse a las moléculas receptoras específicas. concentrados en zonas particulares de la membrana (depresiones).

• Cuando los receptores están unidos con sus moléculas especificas, se ahuecan y se cierran formando una vesícula.

Material unido a las proteínas receptoras

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES

Membrana celular

CAVIDAD

citoplasma

Pinocitosis absortiva (endocitosis mediada por receptor):

• Mediada por receptor.

• Permite la concentración selectiva de ligandos.

• Invaginaciones revestidas en el citosol por un material filamentoso, usualmente clatrina.

VESÍCULA REVESTIDA POR LA PROTEÍNA CLATRINA

REPASO

TRANSCITOSIS

Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar todo el citoplasma celular desde un polo al otro de la célula. Implica el doble proceso endocitosis-exocitosis. Es propio de células endoteliales que constituyen los capilares sanguíneos, transportándose así las sustancias desde el medio sanguíneo hasta los tejidos que rodean los capilares.