transporte: difusion simpre / facilitado transporte activo / pasivo

1. ransporte de sustancias a trav
de las membranas celularesCapitulo 4

2. Concentraciones aproximadas de
electrolitos importantes y otras
sustancias en el LIC y en el LEC.

3. LA BARRERA LIPÍDICA Y LAS PROTEÍNAS DE
TRANSPORTE DE LA MEMBRANA CELULAR
Membrana bicapa lipídica con grandes números de moléculas proteicas
insertadas en los lípidos, muchas de las cuales penetran en todo el grosor de
la membrana.

4. • no es miscible con el LEC ni con el LIC.
• Constituye UNA BARRERA frente al movimiento de moléculas de agua y otras sustancias
insolubles entre los compartimientos del LEC e INTRACELULAR.

5. Unas pocas sustancias (LIPOSOLUBLES) pueden penetrar en esta bicapa
lipídica y difunden directamente a través de la propia sustancia lipídica.

6. Las moléculas proteicas interrumpen la continuidad de la bicapa lipídica y
constituyen una ruta alternativa. Pueden actuar como PROTEINAS
TRANSPORTADORAS.

7. Proteínas diferentes actúan de una manera diferente.

8. Algunas tienen espacios acuosos en todo el trayecto del interior de la
molécula y permiten el movimiento libre de agua, iones o moléculas
seleccionadas.
PROTEINAS DE LOS CANALES

9. Otras se unen a las moléculas o iones que se van a transportar; cambios
conformacionales de las moléculas de la proteína hasta el otro lado de la
membrana.
PROTEINAS TRANSPORTADORAS

10. SON MUY SELECTIVAS PARA LOS TIPOS DE MOLECULAS O DE IONES
QUE PUEDEN ATRAVESAR LA MEMBRANA.

11. «DIFUSIÓN» FRENTE «TRANSPORTE ACTIVO»
Transporte a través
De membrana
Difusión
Transporte activo
• Movimiento molecular aleatorio
• a través de espacios intermoleculares
• o en combinación con una proteína
transportadora.
• Movimiento de iones o de otras sustancias a través
de la membrana
• en combinación con una proteína transportadora
la cual hace que la sustancia se mueva contra un
gradiente de energía,
• desde una estado de baja concentración a uno
de alta concentración.

12. DIFUSIÓN
Todas las moléculas e iones de los líquidos caporales están en MOVIMIENTO
CONSTANTE.
El movimiento de estas partículas es lo que llamamos:
Calor
Cuanto mayor sea el movimiento, mayor es la temperatura
El movimiento solo se puede interrumpir a la temperatura de CERO absoluto.

13. MOLECULA EN MOVIMIENTO
MOLECULA ESTACIONARIA
TRANSFERENCIA DE ENERGIA.
molécula en movimiento A,
se acerca a una molécula
estacionaria B.
Fuerzas electrostáticas y
nucleares de la molécula
A rechazan a la molécula
B.
Transfiriendo parte de la
energia de A a B.

14. En consecuencia, la molécula adquiere energía cinética
del movimiento.
Mientras que la molécula se enlentece, perdiendo parte
de su energía cinética.

15. Así una única molécula en
una solución rebota entre
las otras molécula en varias
direcciones, rotando
aleatoriamente miles de
veces por segundo.

16. DIFUSIÓN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
CELULAR
Difusión a través de
la membrana celular
Difusión
simple
Difusión facilitada
• El movimiento cinético de las moléculas
• de una abertura de la membrana o a través de
espacios intermoleculares
• sin ninguna interacción con las proteínas
transportadoras de la membrana.
• de una proteína transportadora.
• La proteína transportadora ayuda al paso
de las moléculas a través de la
membrana mediante su unión química
con los mismos y su desplazamiento a
través de la membrana de esta manera.

17. La velocidad de difusión viene determinada por:
1.- la cantidad de sustancia disponible.
2.- la velocidad del movimiento cinético.
3.- el numero y tamaño de las aberturas de la membrana a través de las cuales se pueden mover
las moléculas o los iones.

18. Se puede producir difusión simple a través de la membrana por 2 rutas:
1) A través de los intersticios de la bicapa lipídica si la sustancia es
liposoluble.
2) A través de canales acuosos que penetran en todo el grosor de la
bicapa a través de las proteínas transportadoras.

19. DIFUSIÓN DE SUSTANCIAS LIPOSOLUBLES
La liposolubilidad es un factor que determina la rapidez con la que una sustancia
difunde a través de la bicapa lipídica.
Sustancias que pueden disolverse en la bicapa por su elevada liposolubilidad:
a) oxigeno
b) nitrógeno
c) anhídrido carbónico
d) alcoholes.
«la velocidad de difusión de cada una de las sustancias a través de la membrana es
DIRECTAMENTE PROPORCIONAL a su LIPOSOLUBILIDAD»

20. DIFUSIÓN DE AGUA Y DE OTRAS MOLÉCULAS
INSOLUBLES EN LÍPIDOS A TRAVÉS DE CANALES
PROTEICOS
El agua es muy insoluble en los lípidos membranales, pero pasa rápidamente a través de los
canales de las moléculas proteicas que penetran en el grosor de la membrana.
La cantidad de agua total que difunde en las dos direcciones a través de la membrana del
ERITROCITO durante cada segundo es 100 VECES MAYOR que el volumen del propio eritrocito.
A medida que las moléculas de las sustancias hidrosolubles aumentan de tamaño su
penetración disminuye.

21. DIFUSIÓN A TRAVÉS DE POROS Y CANALES PROTEICOS:
PERMEABILIDAD SELECTIVA Y «ACTIVACIÓN DE CANALES».
Las sustancias se pueden mover mediante difusión simple directamente a
lo largo de estos poros y canales desde un lado de la membrana hasta el
otro.
Los POROS están compuestos por PROTEINAS DE MEMBRANA CELULARES
INTEGRALES.
El diámetro de un poro y sus cargas eléctricas proporcionan una
SELECTIVIDAD que permite el paso de solo ciertas MOLECULAS..

22. Las acuaporinas permiten el rápido paso de agua a través de las
membranas celulares pero impide el de otras moléculas.
Existen 13 tipos diferentes de acuaporinas. Su densidad no es estática, se
ve alterada por diferentes CONDICIONES FISIOLOGICAS.

23. Características de los canales proteicos:
1) Permeabilidad de manera selectiva a ciertas
sustancias.
2) Activación por voltaje o sustancias química:
-canales activados por voltaje.
-canales activados por ligandos.

24. PERMEABILIDAD SELECTIVA DE LOS CANALES
PROTEICOS.
Esto se debe a las características del propio canal:
• su diámetro
• su forma
• y la naturaleza de las cargas eléctricas y enlaces
químicos que esta situados a lo largo de sus
superficies internas.

25. Los CANALES DE POTASIO permiten el paso de iones de potasio con una
facilidad 1.000 veces mayor que para el paso de iones de SODIO.
LOS CANALES DE POTASION TIENEN UNA ESTRUCTURA TETRAEDRICA
consistente en 4 subunidades proteicas idénticas que rodean a un PORO
CENTRAL.
En la parte superior del poro del canal de distribuyen BUCLES DE PORO que
forman un estrecho filtro de selectividad.

27. Existen diferentes filtros de selectividad que determinan la especificidad del canal
para cationes o aniones o para iones determinados como:
• Na+
• K+
• Ca++

28. Canal de sodio: es de los mas importantes mide solo 0.3 po 0.5 nm de diámetro.
Las superficies internas de este canal están revestidas con AMINOACIDOS que TIENEN CARGA
INTENSAMENTE NEGATIVA.

29. ACTIVACIÓN DE LOS CANALES PROTEICOS.
Proporciona un medio para controlar la permeabilidad iónica de los
canales.
La apertura y cierre de las
compuertas están
controlados de dos
maneras:
1.- activación por voltaje: la
conformación molecular de
la compuerta o de sus
enlaces químicos responden
al potencial eléctrico que se
establece a través de la
membrana celular.

30. 1.- activación química (por ligando): las compuertas de algunos canales se abren por la unión de una
sustancia química a la proteína; esto produce un cambio conformacional o un cambio de los enlaces
químicos de la molécula de la proteína que abre o cierra la compuerta.

31. DIFUSIÓN FACILITADA.
O también conocida como DIFUSION MEDIADA POR UN TRASPORTADOR, una sustancia que se
transporta de esta manera difunde a través de la membrana utilizando una proteína
transportadora especifica para contribuir al transporte.
El TRANSPORTADOR FACILITA LA DIFUSION DE LA SUSTANCIA HASTA EL OTRO LADO.

32. ¿Qué limita la
velocidad de la difusión
facilitada?
-por un cambio
conformacional o
químico en la proteína
transportadora , de
modo que el poro
ahora se abre en el
lado opuesto de la
membrana.

33. Entre las sustancias mas importantes que atraviesas la membrana mediante
difusión facilitada están:
• Glucosa
• Mayor parte de aminoácidos.

34. Factores que influyen en la velocidad
neta de difusión
Esta velocidad neta esta determinada por varios factores:
1.- LA VELOCIDAD NETA DE DIFUSION ES PROPORCIONAL A LA DIFERENCIA
DE CONCENTRACION A TRAVES DE UNA MEMBRANA:
a) La velocidad a la que la
sustancia difunde hacia
dentro es proporcional a la
concentración de las
moléculas en el exterior.
b) La velocidad a la que las
moléculas difunden hacia
afuera es proporcional a
su concentración en el
exterior.

35. Por lo tanto
«la velocidad de difusión neta hacia el interior de la célula es proporcional a la concentración en el exterior
menos la concentración en el interior, o:

36. 2.- EL EFECTO DEL POTENCIAL ELECTRICO DE MEMBRANA SOBRE LA
DIFUSION DE IONES: EL «POTENCIAL DE NERNST».
WALTER NERNST
Si se aplica un potencial eléctrico a través de
la membrana, las cargas eléctricas de los
iones hacen que se muevan a través de la
membrana aun cuando no haya ninguna
diferencia de concentración que produzca el
movimiento.

37. A la temperatura de 37 °C la diferencia eléctrica que permitirá que se alcance el equilibrio entre una
diferencia de concentración dada de iones univalentes, como los iones de sodio, se puede
determinar a partir de la:
Ecuación de Nernst

38. EFECTO DE UNA DIFERENCIA DE PRESIÓN A TRAVÉS DE
LA MEMBRANA
La presión significa la suma de todas las fuerzas de las diferentes moléculas que
chocan contra una unidad de superficie en un momento dado.
En ocasiones se produce una gran diferencia de presión entre los dos lados de una
membrana permeable.

39. OSMOSIS A TRAVÉS DE MEMBRANAS CON
PERMEABILIDAD SELECTIVA: «DIFUSIÓN NETA» DE
AGUA
OSMOSIS: PROCESO DE
MOVIMIENTO NETO DE AGUA
QUE SE DEBE A LA
PRODUCCIÓN DE UNA
DIFERENCIA DE LA
CONCENTRACIÓN DEL AGUA.

41. PRESIÓN OSMÓTICA
LA PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
NECESARIA PARA IMPEDIR
LA ÓSMOSIS SE DEFINE
COMO "PRESIÓN
OSMÓTICA".
Esta diferencia de presión a través de la membrana en este punto es igual a la presión osmótica de la solución que
contiene el soluto no difusible.

42. IMPORTANCIA DEL NUMERO DE PARTÍCULAS OSMÓTICAS
(CONCENTRACIÓN MOLAR) EN LA DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN
OSMÓTICA.
LA PRESIÓN OSMÓTICA QUE EJERCEN LAS PARTÍCULAS DE UNA
SOLUCIÓN ESTA DETERMINADA POR EL NUMERO DE PARTÍCULAS
POR UNIDAD DE VOLUMEN DEL LIQUIDO, NO POR LA MASA DE
LAS PARTÍCULAS.

43. TODAS LAS PARTÍCULAS DE UNA
SOLUCIÓN, INDEPENDIENTEMENTE DE
SU MASA, EJERCEN, LA MISMA
CANTIDAD DE PRESIÓN CONTRA LA
MEMBRANA.

44. EL FACTOR QUE DETERMINA LA PRESIÓN
OSMÓTICA DE UNA SOLUCIÓN ES LA
CONCENTRACIÓN DE LA SOLUCIÓN EN
FUNCIÓN DEL NUMERO DE PARTÍCULAS
(CONCENTRACIÓN MOLAR, SI LA MOLÉCULA
NO ESTA DISOCIADA), NO EN FUNCIÓN DE LA
MASA DEL SOLUTO.

45. «OSMOLALIDAD»: EL OSMOL.
Osmol: es el peso molecular-gramo de un soluto
osmóticamente activo.
Por tanto 180 g de glucosa, son equivalentes a un osmol
de glucosa por que esta no se disocia en iones.
1 osmol de soluto disuelto por cada kilogramo de agua
tiene una osmolalidad de 1 osmol por kilogramo.

46. La OSMOLARIDAD normal de los líquidos
EXTRACELULAR e INTRACELULAR es
aproximadamente:
300 mosmol por kilogramo
de agua.

47. « osmolaridad »:
es la concentración osmolar expresada en osmoles
por litro de solución en lugar de osmoles por
kilogramo de agua.

48. «Transporte activo» de sustancias a través
de las membranas
Cuando una membrana celular transporta moléculas o iones
«contra corriente» contra un gradiente de concentración (o
«contra corriente» contra un gradiente eléctrico o de presión).
Por ejemplo:
Na, K, Ca, Fe, H, Cl, Yoduro y Urato, diferentes azucares y la
mayor parte de aminoácidos.

49. TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO
LA ENERGÍA PROCEDE DIRECTAMENTE DE LA
ESCISIÓN DEL ATP O DE ALGÚN OTRO COMPUESTO
DE FOSFATO DE ALTA ENERGÍA.

50. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO
LA ENERGÍA PROCEDE SECUNDARIAMENTE DE LA ENERGÍA QUE SE HA
ALMACENADO EN FORMA DE DIFERENCIAS DE CONCENTRACIÓN IÓNICA DE
SUSTANCIAS MOLECULARES O IÓNICAS SECUNDARIAS ENTRE LOS DOS LADOS
DE UNA MEMBRANA CELULAR, QUE SE GENERO ORIGINALMENTE MEDIANTE
TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO.

51. TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO
BOMBA NA-K
Proceso de transporte que bombea iones sodio hacia fuera a través de la
membrana celular de todas las células y al mismo tiempo bombea iones
potasio desde el exterior hacia el interior.

52. Componentes fisicos
basicos de la
bomba Na-K.
La proteína
transportadora esta
formada por dos
proteínas globulares
distintas:
1.- subunidad
alfa(peso
molecular=100.000)
2.- subunidad
beta(peso
molecular= 55.000)

53. La proteína de mayor tamaño tiene tres características especificas que
son importantes en el funcionamiento de esta bomba:
1.- tiene 3 puntos receptores para la unión de iones sodio, en la porción
que protruye interiormente.
2.- tiene 2 puntos receptores para iones potasio en el exterior.
3.- la porción interior de esta proteína cerca de los puntos de unión al
sodio tiene actividad ATPasa.

54. la BOMBA SODIO-POTASIO
Es importante para controlar el volumen celular

56. Otros ejemplos de transporte activo primarios son:
-LA BOMBA DE CALCIO.
-TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO DE IONES HIDROGENO.

57. ENERGÉTICA DEL TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO
La cantidad de energía necesaria para transportar
activamente una sustancia a través de la membrana
viene determinada por CUANTO SE CONCENTRA
LA SUSTANCIA durante el transporte.

58. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO:
COTRANSPORTE Y CONTRATRASPORTE.
Cuando los iones sodio se transportan hacia el exterior se
establece un gran gradiente de concentración de iones sodio.
Este gradiente representa un almacén de energía. En
condiciones adecuadas esta energía de difusión del sodio
puede arrastrar otras sustancias junto con el sodio a través de la
membrana celular.
Cotransporte.

59. • Los iones sodio intentan una vez mas difundir hacia e interior de la célula debido
a su gran gradiente de concentración.
• El ion sodio se une a la proteína transportadora en el punto en el que se proyecta
hacia la superficie exterior de la membrana,
• mientras que la sustancia que se va a contratransportar se une a la proyección
interior de la proteína transportadora.
• Se produce después un cambio conformacional que permite el movimiento del
sodio hacia adentro y la otra hacia afuera.
Contratransporte

60. Algunos ejemplos de cotransporte:
1.- glucosa.
2.- aminoácidos
3.-iones cloruro.
4.- yoduro, hierro y urato.

61. COTRANSPORTE SODIO-GLUCOSA.

62. Algunos ejemplos de cotratransporte:
1.- contratransporte sodio-calcio.
2.- contratrasporte sodio-hidrogeno.

63. CONTRATRANSPORTE SODIO-CALCIO E HIDROGENO..

64. Transporte activo a través de capas
celulares.
En algunas partes de cuerpo se deben transportar sustancias a través de todo el
espesor de una capa celular en lugar de simplemente a través de la membrana
celular.
1.- EPITELIO INTESTINAL.
2.- EPITELIO DE LOS TUBULOS RENALES.
3.- EPITELIO DE TODAS LAS GLANDULAS EXOCRINAS.
4.- EPITELIO DE LA VESICULA BILIAR.
5.- MEMBRANA DEL PLEXO COROIDEO DEL CEREBRO ETC.

65. El mecanismo básico es:
1.- transporte activo a través de la membrana
celular de un polo de las células
transportadoras de la capa y después,
2.- difusión simple o difusión facilitada a través
de la membrana del polo opuesto de la
célula.