Resumen Capítulos 4 Y 5 Guyton

La barrera lipídica y las proteínas de transporte de la membrana celular:

La membrana que recubre el exterior de todas las células del cuerpo está formada por una bicapa lipídica, que contiene grandes números de moléculas proteicas insertadas en los lípidos, muchas penetran todo el grosor de la membrana.

La bicapa lipídica no es miscible con el L.E.C ni con el L.I.C. Constituye una barrera frente al movimiento de moléculas de agua y de sustancias insolubles entre los compartimientos de L.E.C y L.I.C.

Pocas sustancias pueden penetrar esta bicapa lipídica y difunden a través de la propia sustancia lipídica, principalmente sustancias liposolubles.

Las moléculas proteicas de la membrana tienen propiedades diferentes para transportar sustancias.

Proteínas transportadoras: Sus estructuras moleculares interrumpen la continuidad de la bicapa lipídica y constituir una ruta alternativa a través de la membrana celular.

Proteínas de los canales: Tienen espacios acuosos en todo el trayecto del interior de la molécula y permiten el movimiento libre de agua y iones.

Tanto la proteína de los canales como las proteínas transportadoras son muy selectivas para los tipos de moléculas y iones que pueden atravesar la membrana.

Difusión:

Movimiento molecular aleatorio de las sustancias, molécula a molécula, a través de espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora. La energía que hace que se produzca la difusión es la energía del movimiento cinético.

-> Difusión a través de la membrana celular:

- Difusión simple: Movimiento cinético de las moléculas o de los iones, se produce a través de una abertura de la membrana o a través de espacios intermoleculares sin ninguna interacción con las proteínas transportadoras de membrana.

- Difusión facilitada: Precisa la interacción de una proteína transportadora que ayuda al paso de moléculas o de los iones a través de la membrana mediante su unión química con los mismos y su desplazamiento a través de la membrana.

-> Difusión de sustancias liposolubles a través de la bicapa lipídica:

La liposolubilidad de la sustancia es el factor más importante para determinar la rapidez que una sustancia se difunde a través de la bicapa lipídica. De esta manera se pueden transportar gran cantidades de oxígeno, por tanto, se puede liberar oxígeno en lo interior de la célula, casi como si no existiera membrana celular.

->Difusión a través de los poros y canales proteicos - Permeabilidad y activación de canales:

Los poros están compuestos por proteínas de membranas celulares integrales que forman tubos abiertos a través de la membrana y están siempre abiertos. El diámetro de un poro y sus cargas eléctricas proporcionan una selectividad que permite el paso de solo ciertas moléculas.

Los canales proteicos se distinguen por 2 características:

1) Son permeables de manera selectiva a ciertas sustancias.

2) Los canales se pueden abrir o cerrar por compuertas que son reguladas por señales eléctricas o sustancias químicas que se unen a las proteínas de canales.

-> Permeabilidad selectiva de los canales proteicos:

Los canales proteicos son muy selectivos para el transporte de uno o más iones o moléculas específicos. Esto se debe a las características del propio canal, como su diámetro, su forma y la naturaleza de las cargas eléctricas y enlaces químicos que están situados a lo largo de sus superficies internas.

Se cree que existen diferentes filtros de selectividad que determinan, en gran medida, la especificidad del canal para cationes o aniones determinados, como sodio, potasio y calcio, que consigan acceder al canal.

->Activación de los canales proteicos:

La activación de los canales proteicos proporciona un medio para controlar la permeabilidad ionica de los canales. Se piensa que algunas de las comportas son realmente extensiones similares a una compuerta de la molécula de la proteína transportadora, que pueden cerrar la abertura del canal o se pueden alejar de la apertura por un cambio conformacional de la forma de la propia molécula proteica.

La apertura y lo cierre de las compuertas están controlados de 2 maneras principales:

1) Activación por voltaje: La conformación molecular de la compuerta o de sus enlaces químicos responde al potencial eléctrico que se establece a través de la membrana celular.

2) Activación química (por ligando): Las compuertas de algunos canales proteicos se abren por la unión de una sustancia química (un ligando) a la proteína, esto produce un cambio de los enlaces químicos de la molécula de proteína que abre o cierra la compuerta.

->La velocidad neta de difusión es proporcional a la diferencia de concentración a través de una membrana:

La velocidad a la que la sustancia difunde hacia a dentro es proporcional a la concentración de las moléculas en el exterior, porque esta concentración determina cuantas moléculas chocan contra el exterior de la membrana cada segundo.

La velocidad a la que las moléculas difunden hacia afuera es proporcional a su concentración en el interior de la membrana.

-> Osmosis a través de membranas con permeabilidad selectiva – Difusión neta de agua:

La sustancia más abundante que difunde a través de la membrana es el agua. Normalmente la cantidad que difunde en ambas direcciones está equilibrada. Sin embrago, en ciertas condiciones se puede producir una diferencia de concentraciones del agua a través de la membrana. Cuando ocurre esto se produce movimiento neto de agua a través de la membrana celular, haciendo que la célula hinche o contraiga, dependiendo de la dirección del movimiento del agua.

- Osmolalidad – El Osmol: Para expresar la concentración de una solución en función del número de partículas se utiliza la unidad osmol en lugar de gramos. Un osmol es el peso molecular-gramo de un soluto osmóticamente activo.

- Osmolaridad: Concentración osmolar expresada en osmoles por litro de solución en lugar de osmoles por kilogramo de agua.

Transporte activo de sustancias a través de las membranas:

Cuando una membrana celular transporta

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