La Fisiología Celular

Fisiología Celular

Membrana Celular

Conocer el funcionamiento de la membrana celular es necesario ya que cada medicamento que recetemos entra a la persona por vía sistemática y para que este entre a la célula y lleve a cabo sus funciones debe pasar por la membrana.

Propiedades

• Bicapa de fosfolípidos, proteínas y glúcidos:

• Fosfolípidos: Dos cadenas de ácidos grasos (repelen flujo), un glicerol (3C) y un  fosfato. El grupo fosfato tiene un oxígeno con carga libre por lo que es polar (tiene carga).

• Ácidos grasos: Normalmente tiene 16C. Cada C tiene 4 electrones de valencia que se unen a otros elementos. Cuando gana electrones actúa como (-) y cuando los pierde como (+). Cuando interactúa con el H es (-) ya que el H es (+). A los H les quita sus electrones y se une a otro carbono compartiendo un electrón haciendo una cadena de ácidos grasos no polar.

• Estado Coloidal: Tiene ácidos grasos saturados e insaturados. Al haber dobles enlaces de C a C, el carbono se relaciona con menos H. Si interactúa con 2 H de la misma fila es CIS y si son de diferente fila es TRANS. Si fueran saturados, sería una estructura muy compacta. Los insaturados son más fáciles de digerir. Este le da la rigidez ante impactos y la elasticidad para resistir movimiento.
• Estructuralmente son dos capas pero funcionalmente son 4: 2 capas de fosfato y 2 capas de ácidos grasos.
• Permite el paso de moléculas pequeñas, lipofílicas y sin carga.
• Toda materia que se mueve requiere de energía la cual se va transformando de potencial a cinética se este o no en movimiento.
• Anfipática: Tiene una cabeza polar y una no polar.  Se utilizan ambas cargas para tener selectividad.

Paso de agua a través de la membrana

El oxígeno del agua es más electronegativo que los H ya que su masa molecular es 16 veces más grande que la del H por lo que al encontrarse sola es lineal y vale 0 pero cuando hay otros elementos positivos a su alrededor, mueve hacia atrás a los H para poder asociarse con otro elemento positivo. El Agua actúa de manera polar y no polar. El agua al pasar por el grupo fosfato actúa con la carga electronegativa del O pero al pasar por los ácidos grasos vuelve a hacer que su estructura sea lineal. También se utilizan acuaporinas más rápido.

Transporte de membrana

Transporte basado en energía

Transporte pasivo: No hay gasto de energía por parte de la célula ya que va a favor de un gradiente (energía potencial acumulada) de concentración.  

• Simple: Paso de moléculas a través de la membrana sin necesidad de proteínas.

• Permite el paso de Oxigeno, CO2, alcohol, urea y  benzeno.
• Dentro y fuera de la célula hay moléculas que vibran y chocan por lo que si pueden ir de un lugar de mayor a uno de menor concentración van a salir las moléculas hasta que haya un balance entre ambos.

• Facilitado: Paso de moléculas a través de la membrana con ayuda de proteínas anfipáticas.

• Permite el paso de Iones.
• Tiene Receptores que cierran y abren el canal:

• Ionotrópicos: el receptor esta en la proteína.
• Metabotrópicos: el receptor esta aparte y hace una cascada de señalización dentro de la célula que se abra el canal.
• Mecanosensibles: Al haber presión se abre el canal.
• Voltaje: Requiere cierto voltaje dentro o fuera para abrir el canal.

Transporte Activo: Transporte de moléculas que no pueden pasar a través de la membrana. Requiere la ayuda de proteínas las cuales están hechas de aminoácidos (20) lipofílicos que se relacionan con los lípidos e hidrofílicos que se relacionan con los fosfatos. Va en contra de gradiente.

• Primario: Utiliza bombas a las cuales requieren energía en forma de ATP.
• Secundario: Aprovecha el gradiente creado por algo para transportar. Una molécula se une a otra que debe entrar a la célula por el gradiente (en Na va a entrar a la célula por el grandiente por lo que se le pega la glucosa para entrar).

Transporte por dirección

• Uniporte: Transporte de una sola molécula.
• Semiporte: Transporte de dos o más moléculas en el mismo sentido.
• Antiporte: Transporte de dos o más moléculas en direcciones opuestas.

Transporte vesicular 

Se da en moléculas muy grandes para pasar por la membrana o proteínas. Se utilizan clatrinas que son proteínas que le dan a la membrana la capacidad hacer vesículas.

• Endocitosis: Entrada de moléculas.

• Fagocitosis: Partículas muy grandes.
• Pinocitosis: Solutos en agua.

• Exocitosis: Salida de moléculas

Potencial de acción y la ecuación de Nerst

Sodio

• Concentración afuera: 144mmol
• Concentración dentro: 5 mmol

• El Sodio no se mueve hasta que este el canal abierto. El sodio va a entrar para estar en su estado de menor energía. (74.5 mmol de  Sodio).

Potasio

• Concentración dentro: 130 mmol
• Concentración fuera: 4.5 mmol

Relación entre el Potencial de acción y la Ecuación de Nerst

1. El sodio entra a la célula por diferencias de concentración llevando su carga.
2. El Na y K son +, al estar dentro de la célula se repelen haciendo que el K salga.
3. Dos fuerzas contrarias se contrarrestan por lo que el intercambio de Na y K se lleva a cabo hasta que ambas fuerzas sean iguales a 0. Los iones dejan de moverse cuando la concentración es igual sin importar si sigue abierto el canal.
4. Cuando va entrando el Na el gradiente va disminuyendo uno a uno haciendo que disminuya su fuerza (concentración) y aumenta la carga dentro de la célula por lo que la diferencia es menor y va tendiendo al cero.
5. Voltaje: Es la diferencia de potencial (capacidad de hacer algo). La célula en reposo es a -70 mV (-70 con diferencia al exterior: Dentro de la célula hay 930 cargas positivas y afuera hay 1000 cargas positivas por lo que 930-1000=-70).

1. V=IR

1. Voltaje: Energía Potencial Acumulada
2. Resistencia: Oposición al paso de algo. Canal
3. I (Corriente): Movimiento de cargas. Movimiento de sodio.

Ecuación de Nerst: Sirve para calcular en que momento va a dejar de cambiar el potencial (potencial de equilibrio del ion).

[pic 1]

• R= constante de los gases. 8.31 Joules Mol/Kº

• K= tiene el cero absoluto.
• Valor absoluto = es -273ºC

• Z= Valencia
• F= constante de Faradie. Carga eléctrica de un electrón (1.6 x10 -19) X (6.023X 1023)= 96.368C. Es la carga eléctrica por un mol de electrón.

• X1= Concentración interna
• X2= Concentración externa

• Que se calcula con RT/ZF= Fuerza eléctrica: Fuerza de repulsión electrostática. Siempre es ±61/1 invivo y es ±58 invitro, el + o – depende de si el ión es catión o anión.
• Que se calcula con ln X2/X1: Fuerza química/ Fuerza de gradiente

Potencial de equilibrio

Despolarización:

• Un impulso llega a la célula por lo que se abren los canales de sodio y potasio.
• Los iones de sodio son más rápidos por lo que entran a la célula buscando su potencial de equilibrio (+89).

Repolarizante:

• Cuando el sodio llega a +30 se empiezan a mover más lento ya que  las cargas dentro y fuera ya están muy cerca por lo que el potasio toma fuerza y busca su potencial de equilibrio (-89) empezando a salir, pero tiene tanta fuerza que salen unos potasios de más por lo que el potencial llega a -70 mV.

Hiperpolarizar:

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