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Citoesqueleto(94.000 m2)
Membrana plasmática(700 m2)
Membranasinternas
(7000 m2)
Funciones de las membranas celulares
Barreras físicas
Transporte de iones y moléculas
Receptoras y transductoras de señales
Productoras y transductoras de energía
Medio ambientede máxima eficiencia
Concentración típica de ionesen el medio intra y extracelular
Iones Célula Sangre(mM) (mM)
Célula de mamífero(Vertebrado)
Características
Dinámica
Semipermeable
Selectiva
Estructura
Estructura de la membrana celular
Lípidos
Proteínas
Hidratos de carbono
Modelo de Mosaico Fluido(Singer y Nicholson, 1972)
Lípidos presentes en las membranas celulares de los mamíferos
5%-15%5%-10%70%-95%Organelas
15%-22%5%-17%50%-60%Plasmática
EsterolesGlicolípidosFosfolípidosMembrana
Bicapa lipídica
Cabezaspolares
Cabezaspolares
Colashidrofóbicas
Calor
Consistencia GEL Consistencia FLUIDA
FC: Fosfatidilcolina EM: Esfingomielina
FC FC ycolesterol EM EM y
colesterol
Citosol
Matriz extracelular
Citoesqueleto
Proteínas de membrana
Funciones de las proteínas de membrana
Adhesión celular
Canales proteicos entre dos células
Transporte selectivo de moléculas
Transducción de señales
Bombas dependientes de ATP
Enzimas
Proteínas de adhesión celular
Transportadores(102-104 moléculas/s)
Proteínas transportadoras
Proteínas bomba – Proteínas enzimas
Bomba ATP-dependiente(100-103 iones/s)
Citosol
Exterior
Hidratos de carbono
Glicoproteínas Glicolípidos
Permeabilidad relativa de diferentes moléculas frente a una bicapa lipídica pura
Transporte pasivo:
A favor de∆ concentraciones
Sin gasto de energía
Transporte activo:
En contra de∆ concentraciones
Con gasto de energía
Tipos de Transporte
Transporte pasivo:
Difusión simple: partículas no cargadas
Difusión facilitada:moléculas y/o iones
Difusión de partículas cargadas a través de canales proteicos
Transporte activo:
Transporte primario: Bombas dependientesde ATP
Transporte secundario:CotransporteNa+-glucosa
Difusión: tendencia de toda sustancia a esparcirse uniformemente a través del espacio que se encuentra a su disposición.
La distribución espacial de moléculas debe ser heterogénea, debe existir una diferencia de concentración entre dos puntos del medio.
Las moléculas se moverán desde donde están en mayor concentración hacia donde se encuentran en menor concentración.
Difusión de moléculas
Tinta
Tiempo
Difusión simple de partículas NO cargadas
Se rige por la ley de FICKEl flujo neto de moléculas por unidad de área,
en la unidad de tiempo,es proporcional al gradiente de concentración
J = - D . ∆C i∆x
↺
Flujomol
cm2.s
Coeficiente de difusión
scm2
molcm4Gradiente de
concentración
TemperaturaTamaño del solutoMedio de difusión
Ley de Fick aplicada a lamembrana celular
J = D . (Ce – Ci)e
J = D . (Ce – Ci)e
Ce > Ci: + Influjo
Ce < Ci: - EflujoJ = P . (Ce – Ci)
P = D e
Permeabilidadcms
Ley de Fick aplicada a lamembrana celular
J(mol/cm2.s)
Ce-Ci(mol/cm3)
C2
J1
C1
J2
P = J2 - J1C2 - C1
Coeficiente de partición (K)
Liposolubilidad
K = Solubilidad en fase orgánicaSolubilidad en fase acuosa
K > 1 Sustancia liposoluble
Efecto del tamaño molecular en ladifusión simple
Permeabilidad
Tamaño molecular
Difusión facilitada
Mediada por proteínas transportadoras
Altamente específica
Más rápida
Presenta cinética de saturación
J(mol/cm2.s)
Ce-Ci(mol/cm3)
Difusión simple
Jmáx
Difusiónfacilitada
Comparación entre difusión simple y facilitada
Movimiento de partículas cargadas
Existencia de potencial de membranaCondensador Plano concentración + potencial
HCO3-HPO4-
Cl-A- no difusiblesCa++Mg++
Na+K+
Ionesextracelulares
Ionesintracelulares
Canales iónicos(107-108 iones/s)
Cerrado
Abierto
Difusión de partículas cargadas a través de canales proteicos
(Transporte pasivo)
Para el K+:
++++++++
--------
I EK+K+
Jneto: EFLUJO
J (v) (Flujo debido a v)
J (c) (Flujo debido a c)
[K+]e < [K+]i
++++++++
--------
I ENa+ Na+
Jneto = J(c) + J(v)
J (v) (Flujo debido a v)
J (c) (Flujo debido a c)
[Na+]e > [Na+]i
Para el Na+:
++++++++
--------
I ECl-Cl-
Jneto = 0
J (v) (Flujo debido a v)
J (c) (Flujo debido a c)
[Cl-]i < [Cl-] e
Para el Cl-
Tipos de flujo iónico:•influjo (hacia el interior)•eflujo (hacia el exterior)•flujo neto (suma algebraica = equilibrio pasivo)
Ion de Potencial de Concentración Flujo NetoNa+ Influjo Influjo InflujoK+ Influjo Eflujo EflujoCl- Eflujo Influjo 0
Difusión de partículas cargadas a través de canales proteicos
Transporte activo: En contra de ∆ concentracionesCon gasto de energía
Bomba ATP-dependiente(100-103 iones/s)
Citosol
Exterior
Unión deNa+ y ATP
Fosforilaciónde la proteína
Cambioconformacional
Liberación de Na+ y unión de K+
De fosforilación y cambio
conformacionalLiberación K+
CitosolK+
ExteriorNa+
Transporte activo: Bomba de sodio/potasio
SangreK+/ Na+
Citoplasma célula intestinalK+/ Na+
Luz intestinalNa+Cl- dietario
ALTA GLUCOSA BAJABAJA
Transporte activo secundario de glucosa
