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Clase 11. Transporte a través de las membranas

1. La concentración de solutos en el interior de la célula es diferente que en el exterior.

2. Factores físicos de la permeabilidad de la membrana

3. Proteínas transportadoras

4. Tipos de transporte: Pasivo, activo.

5. Canales iónicos y potencial de membrana5.1. Potencial de equilibrio.5.2. Potencial en reposo5.3. Potenciales postsinápticos5.4. Potencial de acción

1. El medio extracelular posee una composición química diferente al medio

intracelular.

Intracelular Extracelular

P- K+ K+

Na+Na+

Cl-Cl-

Ca++Ca++

2. Factores físicos de la permeabilidad de la membrana

1. Gradiente de concentración.2. Gradiente electroquímico

Gradiente de concentración

Las moléculas de un soluto se comportan como las de un gas, cuando una sustancia se disuelve se difunden libremente por toda la disolución.

La difusión es la responsable de que los solutos se distribuyan uniformemente en una disolución.

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Las moléculas de un soluto se comportan como las de un gas, se difunden libremente por toda la disolución.

Gradiente eléctrico

Cargas del mismo signo se repelen

Cargas de signo contrario se atraen

+ +

+ -

Las partículas cargadas (ejem. Na+, Cl-, etc.) tienden a moverse a favor de gradiente electroquímico

= a favor de gradiente de concentración y a favor de

gradiente eléctrico

3. Proteínas transportadoras

En todos los tipos de transportes , excepto en la difusión simple, intervienen proteínas transportadoras.

Son proteínas integrales.

Son específicas de un tipo de molécula a transportar (salvo pocas excepciones).

4.Tipos de transporte

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Transporte pasivo

3. Difusión facilitada

1. Difusión simple

Proteínas canalProteínas

transportadoras

2. Ósmosis

Ósmosis : lo que se mueve es el agua desde los medios menos concentrados a los más concentrados

hipertónica hipotónica

membrana semipermeable

Comportamiento de dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable.

Presión osmótica

Para explicar la ósmosis platearemos el siguiente modelo teórico...

EXTRACELULAR INTRACELULAR

HIPERTÓNICO MÁS CONCENTRADO MENOS CONCENTRADO

HIPOTÓNICO MENOS CONCENTRADO MÁS CONCENTRADO

ISOTÓNICO MISMA CONCENTRACIÓN

Un medio extracelular con respecto al medio intracelular puede ser

Desplaza los solutos en contra de gradiente de concentración.

2 tipos

Transporte acoplado

Bombas impulsadas por ATP

Transporte activo

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Bomba de sodio: Saca 3Na+

y mete 2K+ en contra de gradiente electroquímico

Interior

Exterior

Mucho K+

Mucho Na+

Poco Na+

Poco K+

Interior

Exterior

Mucho K+

Mucho Na+

Poco Na+

Poco K+

Interior

Exterior

Mucho K+

Mucho Na+

Poco Na+

Poco K+

Interior

Exterior

Mucho K+

Mucho Na+

Poco Na+

Poco K+

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Na+

Ca++

Na+

Ca++

BombasAcoplados

Bombas Acoplados1. Canales iónicos

2. Potencial de reposo y potenciales postsinápticos.

3. El potencial de acción. Conducción del potencial de acción.

4. Transmisión sináptica: tipos de sinapsis. Funcionamiento de la sinapsis.

5. Canales iónicos y potencial de membrana

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Tipos de canales iónicos presentes en la membrana celular

1.Canales activos: Canal de fuga de K +

2.Canales activablesDependientes de ligando

Dependientes de voltaje

Canales dependientes de ligando (además de canal es receptor)

Canales dependientes de voltaje

Canales activados por estrés

Los canales son especificos de iónesdeterminados.

A medida que aumenta la concentración de iones aumenta su flujo a través del canal hasta un punto en el cual se saturan y fluyen a la misma velocidad (velocidad máxima)

Canales dependientes de ligando Canales dependientes de Voltaje.

Los canales activado por estrés permiten la audición.

El sonido hace que la membrana basilar vibre arriba y abajo, lo cual provoca que los estereocilios se inclinen. Los estereocilios de cada célula ciliada constituyen un conjunto escalonado en el que cada estereocilio está unido al siguiente, más corto, por un filamento fino. La inclinación estira los filamentos que, del tirón, abren los canales iónicos.

Órgano de Corti

El medio extracelular posee una composición química diferente al medio

intracelular.

5.2. Potencial de equilibrio

Intracelular Extracelular

P- K+ K+

Na+Na+

Cl-Cl-

Ca++Ca++

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INTRACECULAR EXTRACELULAR

La bomba de sodio potasio mantiene el

potencial de membrana en reposo (5.3. ).

Extracelular

Intracelular

Intracelular Extracelular

P- K+K+

Na+Na+

Cl-Cl-

Ca++Ca++

------

++++++++

5.4. Potenciales postsinápticos------

++++++++

Canal de sodio Na+Na+

Despolarización: PEP

Intracelular Extracelular

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------

++++++++

Hiperpolarización: PiP

Canal de cloro Cl-Cl-

Intracelular Extracelular ------

++++++++

Hiperpolarización: PiP

Intracelular Extracelular

Canal de potasioK+ K+

• Al actuar “ligandos” sobre los receptores, los canales asociados a él se abren y el potencial de membrana cambia, al nuevo potencial se le denomina POTENCIAL POSTSINÁPTICO (PP).

• Hay 2 tipos de PP

Potencial Excitador Postsináptico

(PEP )

Potencial Inhibidor Postsináptico

(PIP )

Representación de los PP

-65 mV

Tiempo milisegundos

Tiempo milisegundos

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Características de los PP

1. Se propagan.2. Su amplitud disminuye con el tiempo y a

medida que se propagan.3. Cuando se encuentran dos PP, se

suman. Se distinguen dos maneras de sumarse

En el espacio.En el tiempo.

1.Se propagan.

milisegundosmicrómetros

2. Su amplitud disminuye con el tiempo y a medida que se propagan. Suma en el espacio

Suma en el tiempo

mv

ms

30

-20

10

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5.5. El potencial de acción. Conducción del potencial de acción.

Cono axónico

Integración de los PP

• Los PPs que se han producido en las dendritas y soma de la neurona, viajen en dirección al axón.

• En el cono axónico todos los PP llegan integrados en un PP resultante.

• Según como sea el resultado de esta integración se va a producir o no, un potencial de acción.

5.4. Potencial de acción Valor umbral

• Si la suma de los PPs en el cono axónico da como resultado un PEP y de un valor determinado, se producirá un PA. Si no se llega a esa despolarización mínima, no se produce el potencial de acción.

• A la despolarización mínima que tiene que producirse en el cono axónico para que se produzca un PA se le llama VALOR UMBRAL

Potencial de Acción (PA)

• Es un cambio muy rápido del potencial de membrana desde su valor en reposo hasta un valor positivo y la recuperación inmediata del potencial en reposo

Representación de un potencial de acción

-60

0

Umbral

40

Tiempo (ms)

Pot

enci

al d

e m

embr

ana

(mV

)

20

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Fases del potencial de acción

1. Despolarización : Apertura de canales de Na+ voltaje dependientes.

2. Repolarización : Apertura de canales de K+ voltaje dependientes

3. Hiperpolarización :

4. Recuperación del potencial de membrana . -60

0

Umbral

40mv

mV

Hiperpolarización

Canales responsables del potencial de acción.

• Canales de sodio voltaje dependientes

• Canales de potasio voltaje dependientes

Tres estados del canal de sodio voltaje dependiente.

• Cerrado • Abierto.• Cerrado inactivado

-60

0

Umbral

40mv

mV

Características del PA

• Ley del todo o nada.• Periodos refractarios:

–Absoluto–Relativo

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Conducción del PA

• Unidireccional , desde el cono axónico hasta los terminales.

• Cuanto mayor sea el diámetro del axón, más rápido viajará.

• En los axones mielinizados viaja saltando de nódulo de Ranvier en nódulo (CONDUCCIÓN SALTATORIA ) y, por lo tanto, viaja más rápido.

Na+Na+

Na+

Na+Na+ Na+Na+

Na+Na+

Valor umbral

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Sólo canales dependientes de ligando

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

PERIODO REFRACTARIO

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

PERIODO REFRACTARIO

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Na+Na+Na+Na+

Na+Na+

Na+Na+

Na+Na+Na+Na+

Na+Na+

Na+Na+Na+

Na+ Na+ Na+ Na+Na+ Na+ Na+ Na+