PERMEABILIDAD DE LAS MEMBRANAS CELULARES.

PERMEABILIDAD DE LAS MEMBRANAS CELULARES.

Temas de estudio.

Estructura y funciones de la membrana celular.

Concepto de permeabilidad celular.

Distribución de los solutos en ambos lados de la membrana.

Mecanismos de transporte a través de la membrana celular. Mecanismos pasivos y mecanismos activos.

Características de la difusión. Ley de Fick.

Concepto de ósmosis y de presión osmótica.

Propiedades coligativas de las soluciones.

¿Cómo se calcula la presión osmótica de una solución?

Relación entre la presión osmótica y la osmolaridad de una solución.

¿Cuál es la osmolaridad de los líquidos corporales en el humano?

¿Qué es el coeficiente de partición?

¿Cuál es la diferencia entre una solución isoosmótica y una isotónica?

INTRODUCCIÓN.

Las membranas biológicas, que constituyen la superficie de todas las células animales, realizan funciones de gran importancia para la integridad y actividades de la célula y los tejidos. Por ejemplo, el intercambio entre las células y su entorno tiene lugar mediante una serie de procesos diferentes que, en conjunto, se denominan permeabilidad celular. En este fenómeno intervienen dos tipos de factores:

1. Celulares, que están dados por la estructura y composición de la membrana celular, la cual muestra una permeabilidad selectiva para diferentes sustancias; éstas pueden atravesar la membrana celular por diversos mecanismos (difusión pasiva, facilitada por transportadores, mediante transporte activo, a través de canales). A su vez, la selectividad en la permeabilidad no es uniforme, sino que presenta variaciones interespecíficas y, dentro de una misma especie, entre los mismos tejidos; la permeabilidad también puede modificarse en distintas situaciones fisiológicas.
2. Las fuerzas, ya sean físicas o químicas, que llevan a las sustancias a atravesar la membrana celular (gradientes de concentración, de carga eléctrica, osmótico).

Esta práctica trata de la permeabilidad celular con relación a los fenómenos de difusión y ósmosis. Se debe tener presente que mientras las células de las plantas y las bacterias poseen paredes rígidas secretadas por la membrana celular y con las que limitan el aumento del volumen celular, las células animales carecen de este tipo de pared y, por lo tanto, no pueden soportar grandes tensiones en su membrana debidas a un aumento en el volumen celular. En la práctica se trabajará con glóbulos rojos de la sangre (también conocidos como eritrocitos o hematíes), este material biológico ha sido muy utilizado en estudios de permeabilidad. Los glóbulos rojos tienen una osmolaridad cercana a 300 mOsm que corresponde a la osmolaridad de los líquidos corporales y es equivalente a la de una solución de NaCl al 0.9% (0.15M), cuando los eritrocitos se encuentran en una solución salina con la misma osmolaridad no variarán de tamaño; pero si los eritrocitos son colocados en una solución más diluida (hipotónica), el agua entrará en la célula debido a la mayor osmolaridad del citoplasma con respecto a la solución externa, produciendo un aumento del volumen celular que puede llegar a generar la rotura de la membrana del glóbulo rojo (proceso conocido como hemólisis), liberándose su contenido en el medio. En el caso contrario, cuando la célula se coloca en una solución más concentrada que su interior (solución hipertónica), se produce una salida de agua lo que produce una disminución en el volumen celular (crenación). La razón por la cual los eritrocitos son un material apropiado para esta práctica, es que poseen en su membrana, al igual que muchas otras células, una gran cantidad de poros de agua (acuaporinas, AQP1), que permiten el flujo rápido de agua y por otro lado, presentan una baja permeabilidad para los solutos; estas características permiten la observación en un tiempo breve del efecto que produce exponerlos a diferentes soluciones.

OBJETIVOS

1. Observar el fenómeno de la hemólisis y explicarlo en función de las diferencias de osmolaridad entre el interior y el exterior de la célula.
2. Comprobar que la osmolaridad de una solución depende del número de partículas osmóticamente activas y no de su concentración.
3. Determinar la relación que existe entre el coeficiente de partición y la permeabilidad de la membrana. Explicar el fenómeno en función de la estructura química de la membrana.

MATERIAL Y MÉTODO.

Material biológico:

Sangre (6 gotas)

Cristalería, instrumental y equipo:

2  pipetas Pasteur con bulbo

5  pipetas graduadas de 5 mL

2  perillas o jeringas

25 tubos de ensayo

2  gradillas

2 vasos de precipitados de 100 mL

   Lancetas

   Guantes

Material de consumo y soluciones:

Agua destilada.

Soluciones de:

NaCl 0.15 M

CaCl2 0.15 M

Sacarosa 0.15 M y 0.3 M

Glicerol 0.3 M

Alcohol metílico 0.3 M

Alcohol etílico 0.3 M

Alcohol propílico 0.3 M

Desarrollo de la práctica.

1. Observación de la hemólisis.

En un tubo de ensayo se pondrán 6 mL de solución salina (NaCl 0.15 M) más 6 gotas de sangre, después de mezclar con suavidad se tendrá una suspensión de glóbulos rojos que se conservará durante toda la práctica. De esta suspensión se tomarán las cantidades necesarias para las pruebas posteriores.

        En primer lugar, se aprenderá a distinguir el fenómeno de hemólisis. Para ello, debe agregar 5 gotas de la suspensión inicial de glóbulos rojos a dos tubos de ensayo que contendrán, uno de ellos 5 mL de agua destilada y el otro 5 mL de solución salina (NaCl 0.15 M). Observe a través del líquido de los tubos y determine en cuál se ha producido la hemólisis.

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