Transporte y Potencial de Membrana

Transporte y Potencial de Membrana

1. Que es el gradiente de concentración y el gradiente electroquímico.

El gradiente de concentración es la medida de la diferencia de concentracion de una sustancia en dos regiones.

El gradiente electroquimico, es la fuerza neta que impulsa a un soluto cargado a través de la membrana, que es el resultado de dos fuerzas: una generada por el gradiente de concentración y otra generada por el voltaje atraves  de la membrana.

1. Que es el potencial de membrana y cual es su utilidad en las células eléctricamente excitables.

Es el potencial de membrana imperante en esta condicion de equilibrio en la que el flujo de iones positivos y negativos a traves de la membrana plasmatica se encuentra exactamente en equilibrio, por lo tanto no se acumulara ninguna diferencia de carga adicional a traves de la membrana. mantener un equilibrio en las cargas de la celula pero estando en un estado latente a la dezpolarizacion.

1. Investigar 1 ejemplo de cada uno de los tipos de poros iónicos (móviles y formadores de canal) Menciona sus usos y utilidad, mecanismo de acción. ¿Por qué algunos de estos suelen ser usados como medicamentos?

El poro iónico: El poro del canal está formado por el lazo que une los segmentos S5 y S6, los segmentos S5 y S6 y la región peptídica que une S4 y S5 (11,12).

Canales para cationes controlados por el voltaje: Por ejemplo, el canal de sodio controlado por voltaje de los axones neuronales. 

Canales rectificadores para potasio: Como pasa en todos los canales, el soluto, en este caso el ión K+, se mueve siempre a favor de su potencial electroquímico. Los canales rectificadores de potasio presentes en las membranas plasmáticas de las células animales tienen la peculiaridad de que permiten la entrada de potasio a la célula, pero, aunque estén abiertos y el potencial electroquímico del potasio favorezca su salida, no permiten la salida de dicho ión. 

 Canales de sodio de animales no regulados por voltaje: Algunos actúan como mecanoreceptores, interviniendo en el sentido del tacto. 

 Canales para cationes o aniones, controlados por ligandos: Por ejemplo, el canal de cationes regulado por acetilcolina de la sinapsis neuromuscular.

Acuaporinas: transportadores de glicerol  y moléculas relacionadas. Las acuaporinas son proteínas de carácter universal, que no parecen estar sometidas a regulación. Son las proteínas responsables del movimiento de las moléculas de agua a través de las membranas.

Conexinas: de células animales, que forman los complejos de unión (“Gap junctions” entre células vecinas. No son selectivos, y permiten el paso de cualquier molécula de hasta 1500 D, cuando están abiertos. Se cierran cuando aumenta la concentración de Ca++ intracelular desde 10-7  hasta 10-5 M

1. Cuantos tipos y cual es el fundamento de las proteínas transmembranales de tipo canal iónico.

CANALES DE K+: Los canales de K+ representan el grupo más numeroso, heterogé- neo y ubícuo de proteínas estructurales de membrana (4-8). En las células excitables, la apertura de los canales de K+ facilita la salida de este catión a favor de su gradiente electroquímico y juega un importante papel en el mantenimiento del potencial de reposo celular, la frecuencia de disparo de las células automáticas, la morfología y duración de los potenciales de acción, la liberación de neurotransmisores y hormonas, la excitabilidad celular, el transporte de electrolitos por las células epiteliales.

Canales de K+ voltaje-dependientes: Estos canales se activan durante la despolarización celular y, por su distinta cinética de activación-inactivación, participan en las diferentes fases de la repolarización del potencial de acción celular, modulando la frecuencia y morfología del mismo.

CANALES DE CLORO: Los canales de Cl- juegan un importante papel en la regulación del potencial de membrana en las células excitables (p.ej. en el músculo esquelético, de la excitabilidad celular, el transporte transepitelial de agua y electrolitos y la regulación del volumen y del pH celulares y pueden ser activados por cambios de voltaje, ligandos endógenos (Ca2+, AMPc, proteínas G) y fuerzas físicas (dilatación celular).

ACUAPORINAS: El agua es el principal componente de todas las células y tejidos de los organismos vivos. Sin embargo, los mecanismos implicados en el transporte de agua a través de las membranas biológicas ha sido objeto de un gran debate. Si bien el agua difunde a través de la membrana, la difusión no es suficientemente rápida como para explicar muchos procesos fisiológicos. De hecho, diversos hallazgos sugerían la existencia de poros selectivos para el agua: a) la alta permeabilidad de los eritrocitos y los túbulos renales (41), b) el que la permeabilidad al agua se pudiera inhibir a estos niveles con Hg2+ y c) que las fluctuaciones en el transporte de agua fueran reguladas de forma específica por la vasopresina.

1. Investigar que es el transporte pasivo y activo, dar un ejemplo y el mecanismo de entrada para el mismo.

TRANSPORTE PASIVO.

El transporte pasivo es el intercambio simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante el cual la célula no gasta energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o a favor de gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una gran concentración a uno donde hay menor. El proceso celular pasivo se realiza por difusión. En sí, es el cambio de un medio de mayor concentración (medio hipertónico) a otro de menor concentración (un medio hipotónico). 

Difusión simple: Significa que la molécula puede pasar directamente a través de la membrana. La difusión es siempre a favor de un gradiente de concentración. Esto limita la máxima concentración posible en el interior de la célula (o en el exterior si se trata de un producto de desecho).La efectividad de la difusión está limitada por la velocidad de difusión de la molécula. Por lo tanto si bien la difusión es un mecanismo de transporte suficientemente efectivo para algunas moléculas (por ejemplo el agua), la célula debe utilizar otros mecanismos de transporte para sus necesidades.

 Difusión simple a través de canales: Se realiza mediante las denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na.+, K+, Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando, como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal. Difusión simple a través de la bicapa .Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles. Y sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis. 

Difusión facilitada: Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora. En el primer paso, la glucosa se une a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tan pronto como la glucosa llega al citoplasma, una enzima que añade un grupo fosfato a un azúcar, (Kinesa) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el gradiente de concentración exterior --> interior favorece la difusión de la glucosa.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende: 

Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana

Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana

De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo

Ósmosis:
La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un punto en que hay mayor concentración a uno de menor para igualar concentraciones. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras palabras la ósmosis u osmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana.

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