Explique los tipos de transporte que se dan a través de la membrana celular.

Universidad Interamericana de Panamá

Facultad de Ciencias de la Salud

Escuela de Medicina

Taller de Biofísica

Eimy M. Quintero G./ 8-926-1388

Grupo Nº 4

1. Explique los tipos de transporte que se dan a través de la membrana celular.

R/. El transporte de iones y moléculas a través de la membrana celular se lleva a cabo por dos procesos básicos:

• Transporte pasivo (difusión): se basa en el movimiento al azar de las sustancias, molécula por molécula (movimiento browniano) a través de los espacios de la membrana. La energía que produce la difusión es la cinética de la materia.

La difusión a través de la membrana celular se divide en:

• Difusión simple: paso de moléculas o iones a través de los espacios de la membrana o a través de los canales proteicos de zonas de mayor a menor concentración.

• Difusión a través de la bicapa lipídica: en este transporte cobra importancia el número de espacios intercelulares presentes en la membrana y la liposolubilidad de la sustancia.

• Difusión a través de los canales iónicos: la mayoría de los iones atraviesan la membrana utilizando este tipo de difusión. Las razones de esto son:

1. La carga eléctrica de los iones atrae moléculas de agua y se forman iones hidratados de gran tamaño que difícilmente pasan a través de la membrana celular.
2. La carga eléctrica de los iones interactúa con la carga eléctrica interna negativa de la membrana celular.

La apertura y cierre de los canales iónicos está controlada por 4 estímulos:

• Canales iónicos que se abren por ligando (se abren cuando una molécula se une a un sitio receptor del canal proteico).
• Canales iónicos que se abren por cambios de voltaje (la compuerta del canal responde al potencial eléctrico a través de la membrana celular).
• Canales iónicos que se abren por estiramiento o presión mecánica de la membrana celular (la energía para esta apertura es debida a fuerzas mecánicas que se transmiten al canal iónico a través del cito esquelético).

Bajo la influencia de estos estímulos los canales iónicos entran en 3 estados funcionales:

• Cerrado y activable (en reposo): canal cerrado porque no se encuentra la fuerza presente.
• Abierto (activo): canal abierto porque la fuerza está presente.
• Cerrado y no activable (inactivado): el estímulo que controla la apertura está presente pero el canal ha sufrido un cambio conformacional que impide el paso de iones.

• Difusión facilitada: requiere de la unión de la sustancia a transportar con la proteína transportadora de la membrana la cual cambia la conformación para pasar la sustancia de un lado a otro de la membrana.

• Transporte activo: las moléculas se mueven de un área de baja concentración a otra de alta concentración (en contra del gradiente). Se requiere de energía que se libera durante la hidrólisis de ATP, además de la cinética para producir el movimiento.

• Transporte activo primario: a las proteínas transportadoras utilizadas se les denomina ATPasas ya que la energía utilizada en este tipo de transporte procede de la degradación de moléculas de ATP.

• Transporte activo secundario: no involucra hidrólisis directa del ATP, sino que utiliza como fuente la energía potencial presente en los gradientes de concentración producidos por la bomba de sodio y potasio.

Dentro de este transporte se encuentran:

• Cotransporte: desplazamiento de dos solutos hacia el mismo lado de la membrana (utilizando una proteína simportadora).

• Contratransporte: los solutos a transportar se mueven en sentidos opuestos (a través de una proteína antiportadora).

1. Explique las bases iónicas del potencial de estado estacionario.

• R/. Diferencia de composición iónica de los líquidos intracelular y extracelular

Esta diferencia se establece por las características de permeabilidad de la membrana y se mantiene por la bomba sodio-potasio.

El potasio es más abundante en el LIC y el sodio en el LIS.

• Características de permeabilidad de la membrana celular

La membrana celular es impermeable a las proteínas intracelulares. La permeabilidad de la membrana en reposo para el K+ es 50 a 100 veces mayor que para el Na+

• La bomba de sodio y potasio

Es una bomba electrogénica en la que se intercambian 3 iones de sodio hacia el exterior y 2 iones de potasio al interior.

• El equilibrio de Gibbs-Donnan

Plantea que cualquier región macroscópica de una solución debe contener igual número de cargas positivas y negativas. Este equilibrio explica la diferencia de concentración iónica entre el líquido intracelular y extracelular y contribuye al potencial de estado estacionario.

1. Haga un cuadro estableciendo las características de los cuatro tipos de potenciales eléctricos.

1. Describa la base iónica del potencial de acción nervioso.

R/. Las bases iónicas son:

• Permeabilidad al sodio y al potasio
• Despolarización al sodio y al potasio
• Repolarización al sodio y al potasio

Se observan cambios de conductancia para el Na y el K durante el potencial de acción.

Durante la despolarización y repolarización midieron la conductancia.

El potencial de acción en su fase de despolarización existe un aumento de la permeabilidad del Na (hay más Na fuera por eso entra), es básicamente en la neurona, fibra muscular. En el caso de la producción de insulina aumentará la permeabilidad del calcio.

...