UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALAFACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD

ESCUELA DE MEDICINA

2º “A”FISIOLOGÍA

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR Y POTENCIALES DE ACCIÓN

INTEGRANTES:JÉSSICA RIOFRÍO JHONNY FREIREXAVIER MARÍN

JOSELYN RIOFRÍOGUILLERMO MOROCHO

AÑO LECTIVO2012-2013

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR

BARRERA LIPÍDICA Y LAS PROTEÍNAS DE TRANSPORTE

Bicapa lipídica con grandes Nº de moléculas proteicas insertadas en los lípidos, no es miscible con liq. Extra e intracelular. Pocas sustancias pueden penetrar en esta bicapa. Las moléculas proteicas tienen propiedades totalmente diferentes para transportar sustancias, llamadas proteínas transportadoras. Otras tienen canales acuosos permitiendo el movimiento libre de agua, iones o moléculas seleccionados, llamadas proteínas de los canales. Ambas son selectivas para los tipos de moléculas o iones q pueden atravesar la membrana.

Difusión es un movimiento molecular aleatorio de las sustancias molécula a molécula a través de espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora. Sin gasto de energía y a favor del gradiente de concentración.

El transporte activo se refiere al movimiento de iones o de otras sustancias a través de la membrana en combinación con una proteína transportadora de manera ésta hace q la sustancia se mueva contra un gradiente de energía. Gasto de energía

DIFUSION frente a TRANSPORTE ACTIVO

Se puede difundir sustancias liposolubles en la membrana lipídica; el O gracias a su característica de liposolubilidad pueden difundir a través de la bicapa lipidica q es hidrofóbica en su interior, moléculas pequeñas

A través de los canales proteicos tb difunden moléculas de mayor peso(H2O) q también puede estar cargada eléctricamente, y todos aquellas q son insolubles en los lípidos como la úrea, estos 2 son mecanismos de difusión simple, sencillo, q no van en contra de un gradiente de concentración.

DIFUSIÓN SIMPLE

Activación por voltaje

Dependiendo de la carga int. De la célula, los poros estan cerrados para q no se escape ni entre nada sin control.Int. negativa, q impide apertura de canalExt. Positiva. Cuando se propaga un potencial de acción, hay cambio de polaridad y las cels se despolarizan. Cambiando la carga, abriendose los canales de Na+ y K+

ACTIVACIÓN QUÍMICA (POR LIGANDO)

Hace falta la llegada de un ligando o compuesto químico al ext de la célula, se pega a un sitio activo de la proteína y así la abre.

DIFUSIÓN FACILITADA

Efectuada por otro tipo de proteínas (transportadoras) q unen y transporta selectivamente moléculas.

Posee serie de proteínas especializadas q poseen receptor, las moléculas llegan a él, interactúa y permite la apertura de la proteína, no es canal proteico, es intersticio de 1 proteína q cambia su estructura para interiorizar la molécula.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA

VELOCIDAD NETA DE DIFUSIÓN

1.-Efecto de la diferencia de concentración sobre la difusión neta a través de una membrana.

La V en que la sustancia difunde al interior, es

proporcional a la concentración de las

moléculas en el exterior,

Afuera: proporcional a su concentración en el

interior de la membrana.

2.-Efecto del potencial eléctrico de Membrana sobre la difusión de iones: el <<potencial de NERNST>>

Las cargas eléctricas de los iones hacen que se muevan a través de la membrana aún cuando no haya ninguna diferencia de

concentración que produzca el mov.

Carga positiva: atrae iones negativos

Carga negativa: repele

3.-Efecto de una diferencia de presión a través de la membrana.

Presión: suma de todas las fuerzas de las

diferentes moléculas que chocan contra una unidad de superficie en

un momento dado.

ÓSMOSIS a través de membranas con permeabilidad

selectiva

Difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua, disolvente, a través de la membrana

semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada.

PRESION OSMÓTICA: Fuerza que se debe aplicar

a una solución para detener el flujo neto de

disolvente a través de una membrana

semipermeable.

DEFINICIÓN: Es un mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de su membrana desde regiones de menor concentración a otras de mayor concentración-Es un proceso que requiere energía.-El transporte depende de proteínas transportadoras

La célula utiliza transporte activo en tres situaciones:cuando una partícula va de punto bajo a la alta concentración.cuando las partículas necesitan la ayuda que entra en la membrana porque son selectivamente impermeables.cuando las partículas muy grandes incorporan y salen de la célula.

TRANSPORTE ACTIVO

A. PRIMARIOLa energía procede

directamente de la ruptura

de l ATP

A.SECUNDARIOProcede de

energía q ha sido

almacenada

BOMBA DE NA y K: trasmitir los señales nerviosas

BOMBA DE CALCIO: está en la membrana celular, y en el retículo sarcoplásmico(C.M)

Y en mitocondrias.

TRASPORTE A.P DE IONES DE HIDRÓGENO: glándulas gástricas, túbulos distales y

conductos colectores corticales.

3 puntos receptores para Na

2 puntos receptores para K

En porción interior de la proteína cerca del punto de unión de Na tiene actividad

ATPasa

Transporte Activo

Secundario

Potenciales de MembranaY

Potenciales de Acción

POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO

BOMBA DE SODIO Y POTASIO

FUGA DE SODIO Y POTASIO A TRAVES DE LA MEMBRANA NERVIOSA

• “CANAL DE FUGA”• PERMEABLES 100 PARA EL POTASIO

ORIGEN DEL POTENCIAL EN MEMBRANA EN REPOSO NORMAL

Contribución del potencial de difusión de potasio

Contribución de la difusión del sodio a través de la membrana nerviosa.

Contribución de la bomba de sodio y potasio.

POTENCIAL DE ACCION NERVIOSA

PROTAGONISTA EN: DESPOLARIZACION Y REPOLARIZACION.

CANALES DE SODIO Y POTASIO ACTIVADOS POR EL VOLTAJE

ACTIVACION DEL CANAL DE SODIO

CAMBIO DE VOLTAJE PRODUCE LA PERMEABILIDAD DEL SODIO EN 500 A 5000 VECES

INACTIVACION DEL CANAL DE SODIO

• SE CIERRA UNAS DIESMILEZIMAS DE SEGUNDO MAS TARDE QUE LA COMPUERTA DE ACTIVACION.

• LA COMPUERTA DE INACTIVACION SE ABRE DE NUEVO HASTA Q EL POTENCIAL SE NORMALIZA.

CANAL DEL POTASIO ACTIVADO POR EL VOLTAJE Y SU

ACTIVACION

FASE DE REPOSO: COMPUERTA CERRADA

POTENCIAL DE ACCION: AUMENTA DE -90 A 0

SON LENTOS

FUNCIONES DE OTROS IONES DURANTE EL POTENCIAL DE ACCION

ANIONES: NO SALEN DEL INTERIOR DEL AXON

IONES DE CALCIO: SIMILAR A LA BOMBA DE SODIO, HAY CANALES QUE SE DENOMINAN “CANALES LENTOS”

Inicio del potencial de acción

Un circulo vicioso de retroalimentación positiva que abre los canales de sodio.

Umbral para el inicio del potencial de acción.

No se produce un potencial de acción si no hay alteración en la membrana. Pero si ocurre una alteración que produzca la elevación del potencial de la membrana hace que se abran los canales de sodio. Posteriormente estos se cierran y se abren los de potasio y finaliza el potencial de acción

No se produce un potencial de acción hasta que el aumento inicial del potencial de membrana sea lo suficientemente grande como para dar origen al circulo vicioso. Se produce cuando los iones de Na que entran en la fibra supera al numero de Iones de K que salen. Es necesario un aumento súbito en el potencial de la membrana de 15 a 30 mV eso es el umbral para la estimulación.

Propagación del potencial de acción

Dirección de la propagación Principio del todo o nada

Una membrana excitable no tiene una dirección de propagación única, sino que el potencial de acción viaja en todas la direcciones alejándose del estimulo hasta despolarizarse toda la membrana

Originado el potencial de acción este viaja por toda la membrana, si existen condiciones apropiadas si no las hubiera no viaja y termina.

Restablecimiento de los gradientes iónicos de sodio y potasio tras completarse los potenciales de acción: la importancia del metabolismo de la energía.

Es decir, que los iones de sodio que se han difundido hacia el interior de la célula durante los potenciales de acción y los iones de potasio que han difundido hacia el exterior deben volver a su estado original por la Bomba de Na Y K , la cual utiliza el ATP de la célula debido a la demanda de energía que tiene el uso de la bomba de Na y K.

Una característica especial de la Bomba de Na y K ATPasa es que su grado de actividad se estimula mucho cuando se acumula un exceso de iones de sodio en el interior de la membrana celular, la actividad de bombeo aumenta en proporción a la 3ra potencia de esta concentración intracelular de sodio.

Meseta en algunos potenciales de acción

La membrana excitada no se re polariza inmediatamente sino que queda en un estado de Meseta cerca del máximo del potencial de espiga durante muchos milisegundos y solo después comienza la re polarización. Este tipo de acción se produce en las fibras musculares del corazón durando de 0.2 a 0,3 seg. La causa de la meseta son varios factores :A) El proceso de despolarización del musculo cardiaco

participan 2 tipos de canales: 1) canales de sodio habituales activados por voltaje o Canales rápidos ; 2) canales de calcio-sodio activados por el voltaje o Canales lentos.

B) el segundo factor que puede ser responsable en parte de la meseta es que los canales de potasio activados por el voltaje tienen una apertura mas lenta de lo habitual, y con se abren más hasta el final de la meseta.

Ritmicidad de algunos tejidos excitables : descarga repetitiva

1) El latido rítmico del corazón

2) El Peristaltismo rítmico de los intestinos

3) Fenómenos neuronales

Proceso de reexitacion necesario para la ritmicidad espontanea

Para que se produzca ritmicidad espontanea la membrana, incluso en su estado natural, debe ser lo suficientemente permeable a los iones sodio, como para permitir la despolarización automática de la membrana. Al no tener un voltaje lo suficientemente negativo como para mantener totalmente cerrados los canales de Na y K, por tanto se produce la siguiente secuencia: 1)algunos iones de Na y K fluyen al interior; 2) se produce aumento de voltaje de la membrana en dirección positiva que aumenta mas la permeabilidad de la membrana; 3) más entrada de Iones; 4) aumenta más la permeabilidad de la membrana, al final del potencial de acción se repolariza la membrana y unos milisegundos después la excitabilidad espontanea produce otra despolarización y el ciclo continua

Características especiales de la transmisión de señales en los troncos nerviosos

Fibras nerviosas mielinizadas y no mielinizadas

Conducción saltatoria en las fibras mielinizadas de un nódulo a otro

Velocidad de conducción en las fibras nerviosas

Excitación: el proceso de generación del potencial de acción

Excitación de una fibra nerviosa por un electrodo metálico cargado negativamente

Umbral de excitación y potenciales locales agudos

Periodo refractario tras un potencial de acción, durante el cual no se puede generar un nuevo estimulo.

No se puede producir un nuevo potencial de acción en una fibra excitable mientras la membrana siga despolarizada por el potencial de acción precedente.El motivo es que luego del inicio del potencial de acción se inactivan los canales del sodio, y ninguna magnitud de la señal excitadora que se aplique a estos canales en este momento abrirá las compuertas de inactivación.

El periodo durante el cual no se puede generar un segundo potencial de acción, incluso con un estimulo intenso, se denomina periodo refractario absoluto.