Transporte a trav s de la membrana celular

1. Mol�culas de baja masa molecular Transporte a trav�s de la membrana celular

2. Antecedentes Las membranas son una barrera a la libre circulaci�n de iones y mol�culas cargadas el�ctricamente. Algunas de estas mol�culas son esenciales para la c�lula (glucosa). La membrana debe ser capaz de mantener o modificar el gradiente electroqu�mico para funcionar (iones) �C�mo permitir su paso?

3. Transporte celular

4. Las prote�nas integrales Existen prote�nas especializadas en el transporte de mol�culas necesarias para el metabolismo y en la creaci�n y modificaci�n de los gradientes electroqu�micos. Son muy selectivas en cuanto al tipo de mol�cula o i�n que transportan. Se agrupan en tres tipos: bombas, transportadores y canales.

5. Tipos de transporte Los procesos de transporte se clasifican en : Transporte pasivo o difusi�n Transporte activo La difusi�n puede ser a trav�s de la membrana lip�dica o en combinaci�n con una prote�na transportadora. No requiere gasto de energ�a. El transporte activo se caracteriza por requerir energ�a, ya que las sustancias se mueven desde un espacio de menor concentraci�n a uno de mayor concentraci�n

6. Difusi�n a trav�s de la membrana Difusi�n es el movimiento continuo de mol�culas entre s�. Todas las mol�culas y iones est�n en constante movimiento (calor). Mientras mayor sea el movimiento, m�s alta ser� la temperatura. La difusi�n a trav�s de la membrana puede ser de dos tipos: Difusi�n simple Difusi�n facilitada

7. Difusi�n simple El movimiento molecular se produce sin necesidad de uni�n a las prote�nas moleculares. La tasa de difusi�n se determina por: Gradiente de concentraci�n o electroqu�mico Coeficiente de permeabilidad N�mero de aberturas Las v�as de difusi�n pueden ser: A trav�s de intersticios de la bicapa lip�dica (liposolubles) A trav�s de canales acuosos La tasa de difusi�n es proporcional a la concentraci�n de la sustancia que se difunde

8. Difusi�n: factores que la afectan Permeabilidad Dependiente del espesor de la membrana, la liposolubilidad de la sustancia, el n�mero de canales proteicos, la temperatura y el peso molecular - Coeficiente de difusi�n: es el producto de la permeabilidad de una sustancia por la superficie total de la membrana Diferencia de concentraci�n Diferencia el�ctrica Diferencias de presi�n

9. Difusi�n simple La liposolubilidad del ox�geno, nitr�geno, di�xido de carbono y alcohol es grande. Por lo tanto el O2 llega al interior de la c�lula como si no hubiese membrana.

10. Difusi�n simple Las mol�culas insolubles en l�pidos atraviesan por canales solubles de las prote�nas (canales acuosos). Ejemplo: Agua (acuoporinas); urea Canales i�nicos

11. Canales i�nicos Son prote�nas integrales que crean poros hidrof�licos que comunican ambos lados de la membrana. Se pueden abrir o cerrar seg�n ciertas condiciones. Su principal funci�n es regular los gradientes i�nicos entre ambos lados de la membrana (hiperpolarizaci�n o depolarizaci�n) Transporte pasivo (a favor del gradiente de concentraci�n)

12. Canales i�nicos El flujo de iones a trav�s de un canal es debido a diferencias en el potencial el�ctrico o en las concentraciones (pasivo). El proceso de transici�n del estado abierto al estado cerrado (y vice versa) se conoce como gating

13. Clasificaci�n de los canalaes i�nicos los canales i�nicos se pueden clasificar en funci�n del tipo de est�mulo para su abertura o cierre en: Canales activados por voltaje: se abren en respuesta a cambios en el potencial el�ctrico. Canales activados por ligandos: abren en respuesta a la uni�n de determinados neurotransmisores u otras mol�culas Canales mecanosensibles: abren en respuesta a una acci�n mec�nica.

14. Canal de potasio Los canales de K+ constituyen el grupo m�s heterog�neo de prote�nas transmembrana. Al abrirse los canales de K+ se facilita la salida de K+ de la c�lula, dejando el potencial de membrana m�s negativo (hiperpolarizaci�n).

15. Canal de sodio La apertura del canal de sodio lleva el potencial de membrana a un valor muy positivo (+66 mV). El sodio tiende a entrar en la c�lula por gradiente de concentraci�n y por atracci�n electrost�tica, con lo que introduce en la c�lula cargas positivas y produce depolarizaci�n.

16. Canal de calcio El calcio est� m�s concentrado fuera de la c�lula que dentro, por ese motivo este i�n tiende a entrar en la c�lula, y los canales de calcio producen depolarizaci�n cuando se abren. La depolarizaci�n que producen los canales de calcio es menos acentuada que la producida por los canales de sodio. Adem�s hacen que aumente la concentraci�n intracelular de calcio, lo que constituye una se�al para la activaci�n de muchas funciones celulares.

17. Difusi�n facilitada Difusi�n mediada por portadores. La sustancia atravesada necesita la ayuda de una prote�na espec�fica. La tasa de difusi�n se aproxima a un m�ximo (Vmax) al aumentar la concentraci�n de la sustancia. La velocidad de transporte nunca puede ser mayor a la velocidad en que la prote�na portadora sufre los cambios de conformaci�n para el cruce de la sustancia. El movimiento puede ser hacia ambos lados de la membrana-.

18. Difusi�n simple /difusi�n facilitada

19. Difusi�n facilitada

20. Transportadores Son prote�nas integrales que usan gradientes electroqu�micos para mover mol�culas entre ambos lados de la membrana. Difusi�n facilitada. Distintos tipos: Transporte uniporte: mueve una mol�cula a favor de su gradiente de concentraci�n. Cotransporte: mueve simult�neamente dos mol�culas entre ambos lados de la membrana. - Antiporte: en sentido contrario - Simporte: en el mismo sentido En los movimientos de cotransporte uno de las mol�culas suele viajar a favor de gradiente de concentraci�n y utiliza esa fuerza para mover a la otra mol�cula que viaja en contra de su gradiente de concentraci�n.

21. Transporte activo Es el movimiento de mol�culas o iones a trav�s de la membrana en contra de su gradiente electroqu�mico. Requiere uso de energ�a Dos tipos: Transporte activo primario: utiliza ATP Transporte activo secundario: la energ�a deriva de un gradiente de concentraci�n creado previamente por transporte activo primario. Utiliza prote�nas transportadoras

22. Bombas Las bombas son prote�nas integrales que transportan iones o mol�culas de un lado al otro de la membrana en contra de sus gradientes de concentraci�n. Gastan energ�a. Son creadoras de gradientes puesto que transforman energ�a en gradiente electroqu�mico que luego ser� usado para otras necesidades celulares.

23. Bomba Sodio-Potasio Est� presente en todas las c�lulas del organismo Bombea iones Na+ hacia el exterior y al mismo tiempo iones K+ hacia el interior (3x2) Es la responsable de mantener las diferencias de concentraci�n de estos iones y del potencial negativo del interior de la c�lula. Los movimientos de agua permiten que la c�lula no estalle. Movimiernto neto de cargas positivas hacia afuera

24. Otras bombas Transporte activo primario de calcio: las bombas de calcio mantienen los niveles de calcio intracelular en niveles m�nimos. En la membrana plasm�tica: bombea calcio hacia el exterior En la membrana de los organelos: bombea calcio hacia el interior de las mitocondrias o ret�culo sarcopl�smico Transporte activo primario de hidrogeniones Bombas de hidrogeniones presentes en gl�ndulas g�stricas y ri��n. Se secretan hidrogeniones contra el gradiente de concentraci�n

25. Saturaci�n del transporte activo primario Se satura de la misma manera que la difusi�n facilitada Con grandes concentraciones del sustrato el transporte se aproxima a su velocidad m�xima

26. Transporte activo secundario Cotransporte: Usa la gradiente de Na+ generada por el transporte activo primario para incorporar a la c�lula Na+ unido a otra mol�cula (misma direcci�n). Ejemplo: cotransporte sodio-glucosa Contratransporte: Usa la gradiente de Na+ generada por el transporte primario para eliminar una mol�cula (direcciones contrarias)

27. Transporte de mol�culas de elevada masa molecular Transporte celular

28. Antecedentes LA C�LULA es un sistema abierto que intercambia materia con su medio. Se encuentra sumergida en una soluci�n acuosa que contiene diversos tipos de solutos. La composici�n de los dos compartimentos principales, extracelular e intracelular, difieren en forma significativa. La amplia diferencia en la composici�n de los compartimentos intracelular y extracelular es el resultado de barreras de permeabilidad y mecanismos de transporte presentes en la membrana.

29. Composici�n del LEC y LIC

30. Transporte celular

31. Endocitosis En la endocitosis las membranas se invaginan para formar una ves�cula, llevando de paso materiales dentro de la c�lula. Este mecanismo es utilizado por algunos tipos de c�lulas: macr�fagos o c�lulas del epitelio intestinal. Permite la entrada de grandes mol�culas envueltas en una ves�culas formadas a partir de la membrana plasm�tica. Las principales formas de endocitosis son la pinocitosis y la fagocitosis.

32. Pinocitosis La pinocitosis es el �nico medio por el cual pueden entrar a la c�lula grandes macromol�culas. la c�lula engulle fluido extracelular, incluyendo mol�culas como az�car y prote�nas. Estos materiales entran a la c�lula dentro de una ves�cula, as� no se mezclan con el citoplasma

33. Fagocitosis la c�lula engulle deshechos, bacterias u otros objetos grandes. La fagocitosis se lleva a cabo en c�lulas especializadas llamadas fagocitos (macr�fagos, neutr�filos y otros gl�bulos blancos) La invaginaci�n produce una ves�cula llamada fagosoma

34. Endocitosis mediada por receptor Permite a las c�lulas tomar macromol�culas espec�ficas llamadas ligandos, Requiere de receptores de membrana espec�ficos. Los complejos ligando-receptor migran hacia estructuras llamadas hoyos revestidos, los cuales est�n bordeados de una prote�na que formar� una jaula. Cuando la jaula se forma, se forma una ves�cula de membrana

35. Exocitosis Movimiento de ves�culas intracelulares a la membrana, donde se funden con la membrana y liberan su contenido en el fluido que la rodea. C�lulas secretoras

36. Transcitosis Transporte de macromol�culas desde un espacio extracelular a otro a trav�s del citoplasma de una c�lula por medio de una ves�cula endoc�tica.

37. Transporte paracelular Es el transporte de sustancia entre las c�lulas del epitelio. En el transporte transcelular las sustancias pasan a trav�s de la c�lula .