Membranas biol gicas
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MEMBRANAS BIOLÓGICAS. Dr. Carlos Morales A. Cardiólogo Pediatra UPCP – Hospital Coquimbo. ESTRUCTURA MEMBRANAS. DIFUSIÓN A TRAVÉS DE MEMBRANA. DIFUSION SIMPLE: Por bicapa Por canales DIFUSION FACILITADA TRANSPORTE ACTIVO Primario (bombas) Secundario Cotransporte . Contratransporte .

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MEMBRANAS BIOLÓGICAS

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Presentation Transcript


MEMBRANAS BIOLÓGICAS

Dr. Carlos Morales A.

Cardiólogo Pediatra

UPCP – Hospital Coquimbo


ESTRUCTURA MEMBRANAS


DIFUSIÓN A TRAVÉS DE MEMBRANA

  • DIFUSION SIMPLE:

    • Por bicapa

    • Por canales

  • DIFUSION FACILITADA

  • TRANSPORTE ACTIVO

    • Primario (bombas)

    • Secundario

      • Cotransporte.

      • Contratransporte.


DIFUSION SIMPLE

POR BICAPA LIPIDICA

Dependerá de:

Concentración (cantidad)

Cinética molecular (T)

Liposolubilidad

Ejemplo: Oxígeno


DIFUSION SIMPLE

POR CANALES PROTEICOS

Altamente efectivos.

Especialmente para agua.

(100 veces volumen GR)

Depende de:

Hidrosolubilidad

Tamaño

Polaridad

Selectividad


CANALES PROTEICOS

ALTAMENTE SELECTIVOS PARA UN SOLUTO


CANALES PROTEICOS

PERMEABILIDAD MODULABLE POR EL MEDIO

POR VOLTAJE

POR LIGANDO


DIFUSION FACILITADA

Mediada por transportadores.

A diferencia de la simple, tiene una velocidad máxima (Vmax) de difusión.

Vmax dependería del número de transportadores. No de la cantidad de solutos.

(figura 4-6)


DIFUSION FACILITADA

La velocidad del transporte no puede ser mayor a la velocidaddel cambio conformacional de la proteína

Ejemplos: glucosa, aminoácidos


FACTORES DETERMINANTES DE DIFUSION

La tasa neta de difusión dependerá de:

1) La diferencia de concentraciones entre un lado y otro de la membrana.

Fig. 4 – 8 (a)

Fig. 4 – 8 (b)

2) Diferencia de presión a través de la membrana


FACTORES DETERMINANTES DE DIFUSION

La tasa neta de difusión dependerá de:

3) Potencial eléctrico de membrana (iones).

Ecuación de NERSNT

Fig. 4 – 8 (c)


OSMOSIS

Difusión neta de agua dadas diferencias en su concentración.

Ocurre en membranas selectivamente permeables (un soluto no atraviesa y se acumula en un lado)

Fig. 4 – 9


PRESIONOSMOTICA

La presión osmótica depende del número de partículas por unidad de volumen y no de la masa.

Esto se debe a que las partículas grandes son mas lentas y las más pequeñas son más rápidas. Por ende, energía cinética promedio será la misma


PRESION OSMOTICA

  • Lo anterior implica que necesitamos conocer la CONCENTRACION MOLAR de una sustancia (número de partículas) = Osmol.

  • Osmolalidad = 0smol/Kilógramo solución.

  • Osmolaridad = Osmol/Litro solución (más practico).

  • RELACIÓN OSMOLARIDAD Y PRESIÓN (37°C).

    • 1 Osmol/Kg = 19.300 mmHg

    • 1 mOsmol/Kg = 19,3 mmHg

    • 300 mOsmol/Kg = 5790 mmHg

    • VALOR REAL = 5500 mmHg (atracción iónica, disociación parcial).


TRANSPORTE ACTIVO

  • Mediado por Bombas (enzimas en membranas).

  • Hay muchas (Na, K, Ca, H, etc).

  • En diferentes membranas (celular, retículo endoplásmico, mitocondria).

  • La mas estudiada es la NaKATPasa.


TRANSPORTE ACTIVO


TRANSPORTE ACTIVO

  • Compuesta por 2 subunidades:

    • ALFA: 100.000 daltons

    • BETA: 55.000 daltons

  • ALFA: 3 componentes:

    • 3 sitios receptores Na dirección hacia dentro

    • 2 sitios receptores K dirección hacia afuera

    • 1 sitio actividad ATPasa en el interior.

  • BETA: Aparente función de anclaje.


TRANSPORTE ACTIVO

  • La bomba tiene importancia en el control del volumen intracelular.

    • Proteínas intracelulares tienen carga negativa

    • Atraen iones positivos.

    • NaKATPasa retira 3 Na por 2 K.

  • La bomba tiene capacidad electrógena.

    • Hay movimiento neto de 1 ión (+) hacia afuera.

    • Se crea por ende un potencial transmembrana.


TRANSPORTE ACTIVO

ENERGÉTICA DE LA BOMBA

  • Para concentrar una sustancia 10 veces, se requiere 1400 calorías, para hacerlo 100 veces, se requiere 2800 calorías. 1000 veces 4200 calorías, es decir:

  • Siendo la energía estimada en Calorías por Osmol.


COTRANSPORTE


CONTRATRANSPORTE


POTENCIAL DE MEMBRANA


POTENCIALES ORIGINADOS POR DIFUSIÓN

FIBRA A: Potencial de difusión a través de una membrana causado por difusión de iones K desde el interior al exterior. El potencial eléctrico resultante será negativo.

FIBRA B: Potencial de difusión a través de una membrana causado por difusión de iones Na desde el exterior al interior. El potencial eléctrico resultante será positivo.


RELACIÓN ENTRE POTENCIAL DE DIFUSIÓN Y DIFERENCIA DE CONCENTRACION

ECUACION DE NERNST

Relaciona el potencial transmembrana necesario para mantener una diferencia de concentraciones de un ión monovalente a 37°C

CONSIDERACIONES:

Exterior se considera 0 mV. Interior se considera que varía.

Si ión es (+) el valor se considera (-). Si ión es (-), el valor se considera (+).


POTENCIAL DE DIFUSIÓN CUANDO LA MEMBRANA ES PERMEABLE A VARIOS IONES DIFERENTES


POTENCIAL DE DIFUSIÓN CUANDO LA MEMBRANA ES PERMEABLE A VARIOS IONES DIFERENTES

ECUACION DE GOLDMAN-HODGKIN-KATZ

CONSIDERACIONES:

Na, K, Cl, son los principales iones involucrados.

Todos son monovalentes.

La ecuación compensa carga (-) de Cl invirtiendo su relación, porque Cl al entrar produce más electronegatividad en el interior.

La importancia de cada ion en cada instante será proporcional a su permeabilidad.


POTENCIAL DE REPOSO

  • DETERMINANTES:

    • Potencial difusión del K

      • Único canal abierto en reposo es el canal de escape

    • Difusión de sodio

      • Canales de escape 100 veces menos numerosos que K

    • Bomba NaKATPasa.

      • Bombea 3Na hacia afuera por 2K hacia dentro.


POTENCIAL DE REPOSO

  • Potencial difusión del K

    • Concentraciones: Exterior 4 mEq/l – Interior: 140 mEq/l

    • Cuociente: Ki/Ke = 35.

    • Nersnt: FEM = -61 log 35 = -61 * 1,54 = -94 mV

  • Potencial difusión Na

    • Concentraciones:Exterior 140 mEq/l – Interior 14 mEq/l

    • CuocienteNai/Nae = 0,1

    • Nersnt = +61

    • Pero, permeabilidad es 100 veces menor

    • Goldman (K * 0,01Na) = -86 mEq/l


  • POTENCIAL DE REPOSO

    • Bomba NaKATPasa:

      • Aporta con -4 mV adicionales al retirar en forma neta más cargas positivas del interior.

        POTENCIAL DE REPOSO TOTAL: - 90 Mv.


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