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:

• Se utilizan los canales de corrientes 1A y IA que solo se abren a canales negativos y permite que el potasio llegue de nuevo al potencial de reposo.

Inyección Letal de Potasio

Al inyectar potasio, la concentración fuera llega hasta 95+ por lo que casi esta en  equilibrio con el medio intracelular por lo que no va a haber movimiento y en el momento en el que el Na empiece a entrar y ascender hasta su potencial de equilibrio pero no hay ningún potasio que salga por lo que todas las neuronas del cuerpo se activan haciendo que todos los músculos del cuerpo se contraigan. Todo el cuerpo esta a máxima velocidad, todo el sistema endocrino se va a encender al igual que todas las fibras C de dolor. Son 3 inyecciones, anestésico, bloqueador neuromuscular y la inyección de potasio.

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