CÁTEDRA: Fisiología humanaTRABAJO PRÁCTICO N° 1 TEMAS: Membrana plasmática: líquidos intracelular y extracelular. Transporte a través de la membrana plasmática. Homeostasis.APELLIDO Y NOMBRE DEL ALUMNO/A:FECHA: Marco teórico:

Membrana plasmática y líquidos corporalesLas concentraciones aproximadas de electrólitos importantes y de otras sustancias en el líquido

extracelular y en el líquido intracelular son las siguientes: el líquido extracelular contiene una gran cantidad de sodio, pero solo una pequeña cantidad de potasio. En el líquido intracelular ocurre lo contrario. Además, el líquido extracelular contiene una gran cantidad de iones cloruro, mientras que el líquido intracelular contiene muy pocos de estos iones. Sin embargo, la concentración de fosfatos y de proteínas del líquido intracelular es considerablemente mayor que la del líquido extracelular. Estas diferencias son muy importantes para la vida de la célula.

La membrana celular también denominada membrana plasmática cubre la célula y es una estructura elástica, fina y flexible que tiene un grosor de tan solo 7,5 a 10 nm. Está formada casi totalmente por proteínas y lípidos, con una composición aproximada de un 55% de proteínas, un 25% de fosfolípidos, un 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos y un 3% de hidratos de carbono.La bicapa lipídica no es miscible con el líquido extracelular ni con el líquido intracelular. Por lo que constituye una barrera frente al movimiento de moléculas de agua y de otras sustancias entre los compartimientos del líquido extracelular e intracelular. La membrana plasmática es selectiva.

El transporte a través de la membrana plasmática, ya sea directamente a través de la bicapa lipídica o a través de las proteínas, se produce mediante uno de dos procesos básicos: difusión o transporte activo. La difusión se refiere a 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. La energía que hace que se produzca la difusión es la energía del movimiento cinético normal de la materia. Por el contrario, 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 tal manera que la proteína transportadora hace que la sustancia se mueva contra un gradiente de concentración, desde un estado de baja concentración a un estado de alta concentración. Este movimiento precisa una fuente de energía adicional, además de la energía cinética.

La difusión a través de la membrana plasmática se divide en dos subtipos, denominados difusión simple y difusión facilitada. Difusión simple significa que el movimiento cinético de las moléculas o de los iones se produce a través de una abertura de la membrana o a través de espacios intermoleculares sin ninguna interacción con las proteínas transportadoras de la membrana. La difusión facilitada precisa la interacción de una proteína transportadora. La proteína transportadora ayuda al paso de las moléculas o de los iones a través de la membrana mediante su unión química con estos y su desplazamiento a través de la membrana de esta manera. En ocasiones es necesaria una gran concentración de una sustancia en el líquido intracelular aun cuando el líquido extracelular contenga solo una pequeña concentración. Esta situación tiene lugar, por ejemplo, para los iones potasio. Por el contrario, es muy importante mantener las concentraciones de otros iones bajas en el interior de la célula aunque su concentración en el líquido extracelular sea elevada. Así sucede especialmente para los iones sodio. Ninguno de estos dos efectos podría producirse por difusión simple, porque la difusión simple finalmente equilibra las concentraciones a ambos lados de la membrana. Por el contrario, alguna fuente de energía debe producir un movimiento excesivo de iones potasio hacia el interior de las células y un movimiento excesivo de iones sodio hacia el exterior de las células. Cuando una membrana celular transporta moléculas o iones contra un gradiente de concentración el proceso se denomina transporte activo.

Entre las sustancias que se transportan mediante transporte activo están el sodio, el potasio, el calcio, el hidrógeno, el cloruro y algunos otros iones. El mecanismo de transporte activo que se ha estudiado con mayor detalle es la bomba sodio-potasio (Na+-K+), que es el proceso de transporte que bombea iones sodio hacia fuera a través de la membrana celular de todas las células y al mismo tiempo bombea iones potasio desde el exterior hacia el interior. Esta bomba es responsable de mantener las diferencias de concentración de sodio y de potasio a través de la membrana celular, así como de establecer un voltaje eléctrico negativo en el interior de las células. Esta bomba también es la base de la función nerviosa, porque permite transmitir las señales nerviosas por todo el sistema nervioso.

Una de las funciones más importantes de la bomba Na+-K+ es controlar el volumen de todas las células. Sin la función de esta bomba la mayoría de las células del cuerpo se hincharían hasta explotar. El mecanismo

para controlar el volumen es el siguiente: en el interior de la célula hay grandes cantidades de proteínas y de otras moléculas orgánicas que no pueden escapar de la célula. La mayoría de estas proteínas y otras moléculas orgánicas tienen carga negativa y, por tanto, atraen grandes cantidades de potasio, sodio y también de otros iones positivos. Todas estas moléculas e iones producen ósmosis de agua hacia el interior de la célula. Salvo que este proceso se detenga, la célula se hinchará indefinidamente hasta que explote.

El hecho de que la bomba Na+-K+ desplace tres iones Na+ hacia el exterior por cada dos iones K+ que desplaza hacia el interior significa que se desplaza una carga positiva neta desde el interior de la célula hasta el exterior en cada ciclo de bombeo. Esta acción genera positividad en el exterior de la célula, aunque produce un déficit de iones positivos en el interior de la célula; es decir, produce negatividad en el interior. Por tanto, se dice que la bomba Na+-K+ es electrógena porque genera un potencial eléctrico a través de la membrana celular, este potencial eléctrico es un requisito básico en las fibras nerviosas y musculares para transmitir señales nerviosas y musculares.Actividades:

1. Completar los diferentes componentes de la membrana plasmática en el gráfico N° 1. Indicar medio intracelular y extracelular.

2. Del líquido intracelular (LIC) y extracelular (LEC) indicar las diferencias en cuanto a su composición química. Realizar un cuadro comparativo.

Gráfico N° 1

3. ¿Qué representa el gráfico Nº 2? Completar las flechas con los nombres correspondientes.

Gráfico N° 2

4. En los gráficos N° 3, 4, 5, 6 se encuentran representados los líquidos corporales especiales, marcar en cada gráfico con color celeste la ubicación de los mismos e indicar el nombre de cada uno.

Gráfico N° 3 Gráfico N° 4

Gráfico N° 5 Gráfico N° 6

5. Observar el gráfico N° 6 y pintar de celeste el lugar donde se produce el líquido cefalorraquídeo, con flechas indicar el sentido de circulación del mismo y completar las flechas con sus respectivos nombres.

6. ¿Qué funciones tienen cada uno de estos líquidos?

Gráfico N° 7

7. Explique dónde se encuentran el líquido intersticial, el intracelular y el plasma. Represéntelos por medio de gráficos.8. ¿Qué proceso vital del cuerpo humano hace posible que se mantengan todos los demás?9. ¿Cuál es la diferencia principal entre un sistema de retroalimentación positiva y uno de retroalimentación negativa?10. En los siguientes gráficos están representados algunos sistemas de retroalimentación, indique a cual corresponde cada uno y complete las flechas con los nombres que corresponden.

Gráfico N° 8………………………………………………..

Gráfico N° 9………………………………………………...

Gráfico N° 10……………………………………

Gráfico N° 11………………………………………

Regulación de la presión arterialHay varios sistemas que contribuyen a la regulación de la presión arterial. Uno de ellos, el sistema de

barorreceptores, es un excelente mecanismo de control de acción rápida. En las paredes de la zona en que se bifurcan las arterias carótidas en el cuello, y también en el cayado aórtico en el tórax, se encuentran muchos receptores nerviosos denominados barorreceptores que se estimulan cuando se estira la pared arterial. Cuando la presión arterial es demasiado elevada los barorreceptores envían descargas de impulsos nerviosos al bulbo raquídeo cerebral, que es donde estos impulsos inhiben el centro vasomotor y, a su vez, disminuyen el número de impulsos transmitidos desde el centro vasomotor a través del sistema nervioso simpático hacia el corazón y los vasos sanguíneos. La ausencia de estos impulsos hace que disminuya la actividad de bomba en el corazón y también produce una dilatación de los vasos sanguíneos periféricos, lo que permite aumentar el flujo de sangre a través de ellos. Ambos efectos hacen que la presión arterial disminuya y tienda a recuperar sus valores normales.

Por el contrario, el descenso de la presión arterial por debajo de lo normal relaja los receptores de estiramiento y hace que el centro vasomotor se vuelva más activo de lo habitual, con lo que se provoca vasoconstricción y un aumento de la acción de la bomba cardíaca. Así, el descenso en la presión arterial conlleva también una elevación hasta alcanzar la normalidad.

El sistema renina-angiotensina-aldosterona: es un sistema hormonal que regula la presión sanguínea, el volumen extracelular corporal y el balance de sodio y potasio. La renina es una proteasa secretada por las células del aparato yuxtaglomerular del riñón. Esta enzima cataliza la conversión del angiotensinógeno, una glicoproteína secretada en el hígado, en angiotensina I que, a su vez, por acción de la enzima convertidora de angiotensina se convierte en angiotensina II. Uno de los efectos de la angiotensina II es la liberación de aldosterona por la corteza de la glándula suprarrenal.El sistema puede activarse cuando hay pérdida de volumen sanguíneo, una caída en la presión sanguínea. La renina activa el angiotensinógeno presente en la circulación sanguínea generándose así angiotensina I. Al pasar por los pulmones, la angiotensina I se convierte en angiotensina II por acción de la ECA. La A-II tiene las siguientes funciones:

Es un vasoconstrictor muy potente del organismo. Estimula la secreción de la hormona antidiurética, también llamada vasopresina, por la neurohipófisis

(aunque sintetizada en el hipotálamo), la cual a su vez estimula la reabsorción de agua a nivel renal y produce la sensación de sed.

Estimula la secreción de la aldosterona por las glándulas suprarrenales, hormona que aumenta la reabsorción de sodio a nivel renal junto con la mayor excreción de potasio.

Estimula la actividad del sistema simpático, que tiene también un efecto vasoconstrictor. A nivel renal, la vasoconstricción generada por efecto de la A-II y el sistema simpático, al aumentar la

resistencia de la arteriola aferente y de la eferente, producirá una disminución del tasa de filtración glomerular se filtrará menos líquido, lo cual disminuirá el volumen de orina, para prevenir la pérdida de fluido y mantener el volumen sanguíneo.

Por otro lado, la A-II va a estimular la producción de aldosterona (hormona mineralocorticoide producida por la zona glomerular de la corteza suprarrenal) que a su vez va a activar la reabsorción de agua y sodio por los túbulos renales a nivel del tubo colector, que son devueltos a la sangre. La retención de sodio y de agua producirá un incremento de volumen sanguíneo que tiene como resultado un aumento en la tensión arterial.