difusiÓn, osmosis y fenÓmenos osmÓticos.ppt

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DIFUSIN, OSMOSIS Y

FENMENOSOSMTICOS

MV. CARLOS MEDINA SPARROW


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Difusin: Movimiento al azar, causa-

da por movimientos cinticosnormales de la materia.

Transporte activo.- Movimiento de

sustancias en combinacin qumicacon sustancias portadoras en lamembrana y contra un gradiente de

concentracin. Requiere un gasto deenerga.


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Osmosis.-Cuando existe difusin neta deagua. Depende de un gradiente.

Difusin Facilitada.- Una sustancia nopuede atravesar la membrana por no sersoluble en su matriz, pero la atraviesa a

travs de un portador, ejemplo: insulina

Presin osmtica.- Cuando se aplica unapresin a la solucin con menor gradiente,la smosis se hace ms lenta e inclusopuede detenerse el flujo.


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BARRERAS BIOLOGICAS

MEMBRANA CELULAR:Est formada poruna bicapa lipdica, cuyos componentesprincipales son fosfolpidos, colesterol y

glicolpidos y las proteinas intrnsecas ointegrales y las proteinas extrnsecas operifricas que se hallan sobre losfosfolpidos. Su funcin es de limitar laclula, soporte de enzimas, permeabilidadselectiva, intercambio gaseoso, sensor deestmulos etc.


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LIQUIDO EXTRACELULAR:

Na 142 meq

K 5 meq

Ca 5 meq

Mg 3 meq

Cl 103 meq

HCO3 28 meq

Fosfatos 4 meq

Glucosa 90 mg %

Macromolculas 0.5 g %

PO2 35 mmHg

PCO2 46 mmHg

PH 7.4

LIQUIDO INTRACELULAR

Na 10 meq

K 141 meq

Ca -1 meq

Mg 58 meq

Cl 4 meq

HCO3 10 meq

Fosfatos 75 meq

Glucosa 20 mg %

Macromolculas 2 - 95 g %

PO2 20 mmHg

PCO2 50 mmHg

PH 7.0


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FORMAS DE EXPRESAR LACONCENTRACIN

Peso/Volumen: indica el peso del solutodisuelto, expresado en gramos, entre elvolumen de solucin en litros o mltiplos deeste. Se expresa en porcentaje.

Molaridad: se refiere al nmero de partculasdisueltas en la solucin (moles/litro). Ejem. unamol de H20 = 18 g. Una mol de NaCl = 58.5 g.

Molalidad: expresa el nmero de moles de

soluto por Kg. De solvente. Ejemplo: solucin 1molal de KCl = 1 mol KCl/1,000 g. de solvente Normalidad: es el nmero de equivalentes

(electrolitos) de soluto por litro de solucin.


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CINETICA DE LA DIFUSIN

Cuanto mayor la diferencia de concentracin,mayor es la difusin

Cuanto menor es el peso molecular y/o elvolumen molecular, mayor es la velocidad

Cuanto ms corta la distancia, mayor es larapidez

A mayor rea de seccin transversal de la

cmara, mayor velocidad de difusin Cuanto mayor es la temperatura, ms

movimiento y mayor difusin.


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Veloc. Difusin =(Ley de Fick)

Dif. X rea transversal x T

Peso molec. x Distancia

La presin osmtica, depende del nmero departculas de la solucin de acuerdo con lafrmula:

donde:

c es la suma de las concentraciones de todaslas partculas de solutoR es la constante universal de los gasesT es la temperatura absoluta


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Usualmente no hay gradientes de presin osmticaentre compartimentos. Sin embargo, existenmecanismos que operan para producir significativasdiferencias en las presiones osmticas y que tienenimportancia en:

La distribucin de partculas cargadas a travs demembranas semipermeables debido a la presenciade molculas polares que no difunden (equilibrio deGibbs-Donnan)

La actividad de las bombas metablicas capaces demover un soluto en contra de un gradiente de

concentracin (transporte activo) El efecto de la presin sangunea sobre los

movimientos de fluidos a travs del epitelio capilaren contra de un gradiente osmtico (ultrafiltracin)


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EQUILIBRIO DE GIBBS-DONNAN:

Cuando existen molculas cargadas de gran tamao

que no difunden a travs de una membranasemipermeable (como las protenas), su presenciacambia la distribucin de las partculas inicas. Enefecto, la protena intracelular, cargadanegativamente, atrae iones K+ y repele iones Cl,producindose un gradiente elctrico (simbolizadopor las cargas + y - a ambos lados de la membrana)y sendos gradientes de concentracin de K y Cl,iguales y de signo opuesto. En el equilibrio, se

tiene:


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PRESIONES DE LOS LQUIDOS:

PRESIN OSMTICA: Es la cantidad de liquidorequerida para detener totalmente o prevenir el flujoosmtico del agua entre dos soluciones.

PRESIN ONCTICA: Es la fuerza de traccin

ejercida por los coloides ( por ejemplo, albmina enplasma) que ayuda a mantener el contenido de aguade la sangre en el espacio intravascular.

PRESIN HIDROSTATICA: Es la presin ejercida por

un liquido dentro de un sistema cerrado. As pues, lapresin hidrosttica de la sangre es la fuerzaejercida por la misma en contra de las paredesvasculares.


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BALANCE DE AGUA Y SOLUTOS:HOMEOSTASIS

Conjunto de mecanismos de regulacin ycontrol que contribuyen a mantener los valoresde las variables mantenindolos dentro de los

lmites normales.El agua por su estructura molecular y espacial,acta como un dipolo, capaz de romper lasuniones electrostticas de otras molculas(solutos), por esto se le considera como elsolvente universal. Las sustancias hidrfobas noson polares


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CONCENTRACIN DEL INHIDRGENO (pH)

Por estar formado por un ncleo con un soloprotn y un solo electrn orbital, suconcentracin se expresa con una notacinpropia. La [ ] de protones tiene importanciacapital en el equilibrio cido-base delorganismo. cido es toda aquella sustancia quelibera (dadora) de pro-tones, mientras que baseo lcali es receptor. La acidez o alcalinidad de

un medio depender entonces de la [ ] deprotones presentes en dicho medio (verpotencial de Nernst)


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PRDIDAS DE LQUIDOS:

El canal principal para la excrecin son los riones.

Las otras vas de perdidas de lquidos son:

Prdidas insensibles con la respiracin a travs delos pulmones como vapor de agua en el aire espirado.

Prdida notable a travs de la piel como sudor y atravs de los intestinos en las heces.

Otras prdidas pueden ser los vmitos, aspiracionesgstricas, drenajes, fstulas y heridas. El aumento dela frecuencia respiratoria, fiebre, diarrea puedenaumentar la prdida de lquido.


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DESEQUILIBRIO DEL VOLUMEN DE LQUIDOS:

El dficit de lquido extracelular tambin se conoce

como hipovolemia o deshidratacin. ocurre comoresultado de prdidas a travs de la piel, tractogastrointestinal, rines, disminucin de la ingesta delquidos, sangrado, o paso de liquido al tercer espacio

(edemas)

Ocurre por quemaduras, traumatismos, ciruga, etc. ypuede conducir a hipovolemia, fracaso renal y shock. Eledema aparece por lesin tisular que aumenta lapermeabilidad capilar, lo permite a los lquidos y a lasprotenas plasmticas salir de los capilares y pasar alespacio intersticial. El movimiento de las protenasdisminuye la presin osmtica plasmtica y aumenta la

presin onctica.


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SIGNOS CLNICOS DE

DFICITEXCESO DE LQUIDO

Hipotensin postural. Prdida de peso. Sequedad de mucosas. Disminucin de la

turgencia tisular. Pulso dbil y rpido. Globos oculares

hundidos. Oliguria.

Palidez de la piel. Hallazgos de laboratorio:a) Aumento de la densidad

urinaria.b) Aumento del hematocrito.

Edema perifrico. Ganancia de peso. Dilatacin de las venas

del cuello. Crepitantes hmedos en

los pulmones. Dilatacin de los venas

perifricas. Ascitis.

Pulso lleno. Hallazgos de laboratorio:a) Disminucin del hemato-

crito.


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BASES FSICAS DE LOS FENMENOSBIOELCTRICOS

Cuando los iones tienen un flujo neto de difusines decir que las cargas positivas y negativasfluyen en sentidos contrarios, se habrgenerado un movimiento neto de cargas ycrear un potencial elctrico. La diferencia depotencial elctrico que exista entre el LEC y elLIC, depender de la permeabilidad de la

membrana a cada uno de los iones. Lasmembranas de todas las clulas tienenpotencial elctrico, pero las clulas nerviosas ymusculares son las ms excitables.


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El in de potasio atraviesa la membranalibremente. La permeabilidad para el sodio es

menor, y adems es expulsado por medio de untransporte activo llamado bomba de sodio. Sinembargo por cada 2 potasios ingresan 3 sodioslo que hace que el interior de la clula quede

cargado negativamente por la salida neta de unsodio. Las protenas(iones negativos) debido asu tamao, no pueden atravesar libremente lamembrana. Toda esta dinmica establece unadiferencia de potencial en condiciones dereposo, de unos -73 mV. Es lo que se denominapotencial de membrana. Esta diferencia depotencial se obtiene con la ecuacin de Nernst.
http://es.wikipedia.org/wiki/Potasiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADnahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_membranahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_membranahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_membranahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_membranahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_membranahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_de_membranahttp://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADnahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potasio


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ECUACIN DE NERNST

Es el potencial elctrico que se necesita paraequilibrar un gradiente qumico o potencial

que se debe aplicar para que no haya flujo neto

de iones en presencia de gradiente qumico. Esnegativo cuando la membrana es permeable a

los iones positivos, y positivo cuando lo es a

los aniones. De aqu se obtiene (para el in K),

que:


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La membrana plasmtica de una clulanerviosa separa un citoplasma con una

concentracin de iones K + de 0,41mol/L de un fludo extracelulular denicamente 0,005 mol/L del mismo ion.

Considerando que ambas concentracio-nes estn en equilibrio, y aplicando lafrmula anterior podemos deducir elpotencial de membrana en reposo:
http://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neuronahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neuronahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neuronahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neuronahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neuronahttp://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1tica


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Este -89,5 mV terico coincideaproximadamente con las mediciones en

reposo efectuadas por tcnicas demedicin por microelectrodos en clulasvivas, de lo cual se deduce que las

concentraciones de K + estn casi enequilibrio. Sin embargo, para elmantenimiento de estas caractersticas se

requiere una bomba inica que propulsede forma dependiente de energa loscationes K+ al interior celular.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Microelectrodos&action=edithttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Microelectrodos&action=edit


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LA MEMBRANA Y SU CIRCUITOELCTRICO EQUIVALENTE

Tensin elctrica (E).- Es el equivalente fsicodel potencial de membrana (voltaje). Es energaelctrica almacenada (potencial), que tiene

capacidad de desplazar una carga mediante ungasto de energa. Su unidad es el voltio queequivale a un Joule/Coulomb. (La carga en elSIU se mide en Coulombs).

Corriente elctrica (I).- Es el movimiento decierto numero de cargas por unidad de tiempo,debido a una diferencia de potencial.


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Esta constituye la corriente elctrica o flujo deelectrones desde el polo negativo al positivo. Su

unidad es el Ampere = Coulomb/segundo y estamedida representa la intensidad de corrienteelctrica que fluye por un conductor.

Resistencia (R) y Conductancia (C).- El cociente

entre la tensin y la intensidad es la resistenciadel conductor, su unidad de medida es el ohm.La conductancia es la recproca de la resisten-cia (1/R), su unidad es el Siemens. La cantidadde carga (iones) que atraviesan un canal en launidad de tiempo, depende de la diferencia depotencial entre sus extremos.


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En biologa es muy comn expresar el pasaje deiones en trminos de conductancia a travs de

canales inicos. Cuando existen varios canalesabiertos en forma simultnea, mayor es laconductancia total de esa membrana. Esto essimilar a los circuitos elctricos en serie y en

paralelo.Circuito en Serie: RT = R1 + R2 + R3Rn


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En este tipo de circuito, la resistencia es la sumafraccionaria de las resistencias.

RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.1/Rn

La conductancia ser: CT = C1 + C2 + C3


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http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:RC_membrane_circuit.png


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FASES DEL POTENCIAL DE ACCIN

Cambia la conductancia de la membrana para

Na+ La despolarizacin de la membrana por

encima del umbral produce la apertura de losconductos de Na+

Los iones Na+ fluyen a travs de la membranaal interior celular, debido al fuerte gradienteelectroqumico creado a travs de lamembrana plasmtica

La entrada de iones Na+ despolariza ms lamembrana y se abren muchas compuertaspara Na+


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Este cambio positivo entre despolarizacin yentrada de Na+ da lugar a un cambio rpido yprofundo de potencial de membrana, desde -60

a 30 mV en 1 mseg.

En este momento los canal de Na+ se cierranespontneamente y se abren los de K+. Losiones K+ fluyen al exterior y en 2 mseg elpotencial de membrana vuelve a tener un valornegativo, -75 mV (valor de equilibrio para losiones K+ en condiciones celulares.

En pocos mseg se restablece el potencial dereposo

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