Este documento trata sobre el transporte de iones a través de la membrana celular. Explica los diferentes mecanismos de transporte, incluyendo el transporte pasivo como la difusión simple, difusión facilitada y osmosis, así como el transporte activo que requiere energía como la bomba sodio-potasio. También describe los gradientes de concentración que permiten el movimiento de sustancias a través de la membrana plasmática.

1. TEMA:
TRANSPORTE DE IONES TRAVÉS DE
LA MEMBRANA CELULAR
“AÑO DE LA UNIDAD, LA PAZ Y EL DESARROLLO”
CURSO: Biofísica
DOCENTE: Wilmer Napoleón Guevara Vásquez
INTEGRANTES:
• ATAUCURI SANCHEZ Chantal Zarela
• ESPINOZA RUPAY Sheyda Emely
• HUAMAN MALPARTIDA Cristian Jhunior
• Marin Marengo Evelin Stefani
• ROBLES COTRINA, Evelin Anghela

2. Los iones son átomos o grupos de átomos que tienen una carga eléctrica. Los iones con una
carga positiva se denominan cationes. Los que tienen carga negativa se denominan
aniones. En el cuerpo existen muchas sustancias normales en forma de iones.
~ Identificar y describir los mecanismos de transporte pasivo. ( no requiere
energía)
~ Identificar y describir los mecanismos de transporte activo. (requiere
energía)
El líquido extracelular contiene gran
cantidad de sodio y cloro, pero una
pequeña cantidad de potasio.
El líquido intracelular contiene gran
cantidad de potasio, fosfatos y
proteínas.
El transporte de las sustancias a través de la membrana se realiza por movimientos de entrada y salida de
moléculas. La importancia de estos movimientos radica en que permiten eliminar los desechos e ingresar
nutrientes para el correcto funcionamiento de la célula.

3. Alguna vez te has preguntado ¿Cómo se relaciona la célula
con su ambiente?
La membrana plasmática es el
limite celular, es decir la
barrera que la separa del
medio externo.
Su función es controlar el
transporte de sustancias hacia
el interior de la célula o bien
desde la célula hasta el exterior.

4. La membrana plasmática se caracteriza por ser semipermeable. Esto
quiere decir que selecciona lo que ingresa y sale de la célula
¿Es selectiva la membrana plasmática?
compuesta principalmente
La Membrana plasmática está
por
lípidos (el mas abundante ),
carbohidratos y proteínas.

5. Esquema que muestra la capacidad de las sustancias de atravesar la
membrana de plasmática
K+, Na+, Cl-, HCO

6. La membrana es un filtro, altamente selectivo, que controla la entrada de
nutrientes y la salida de los productos residuales y, además, genera
diferencias en la concentración de iones entre el interior y el exterior de la
célula.
Gradiente de concentración

7. Tipos de gradiente de concentración
Estas moléculas, cuando atraviesan la
membrana plasmática, lo pueden hacer
a favor del gradiente de concentración
(desde donde están más concentradas
hacia donde están menos concentradas)
o en contra del gradiente de este (desde
donde están menos concentradas hacia
sonde están más concentradas)
El gradiente de concentración que se genera a ambos lados de la Membrana
Plasmática permite que fácilmente se trasladen moléculas de un lado al otro.
Transportes
Pasivos
Tipos de transporte
Transportes
activos

8. Transporte Pasivo
En el transporte pasivo, el flujo de
sustancias ocurre hasta que en ambos
lados de la membrana plasmática la
sustancia alcanza igual concentración
Existen tres tipos de transportes pasivos:
En el transporte pasivo las moléculas se mueven a favor de su gradiente de
concentración, ya que estas no necesitan energía extra para moverse, pues usan su
propia energía cinética.
DIFUSIÓN SIMPLE
DIFUSIÓN FACILITADA
OSMOSIS

9. Transporte Pasivo
• Es un tipo de transporte de membrana que no requiere energía para
mover sustancias a través de las membranas celulares.
• En lugar de usar energía celular, como el transporte activo, el transporte
pasivo se basa en la segunda ley de la termodinámica para impulsar el
movimiento de sustancias a través de las membranas celulares.
• Fundamentalmente, las sustancias siguen la primera ley de Fick y se
mueven de un área de alta concentración a una de baja concentración
porque este movimiento aumenta la entropía del sistema general.
• La tasa de transporte pasivo depende de la permeabilidad de la
membrana celular, la cual, a su vez, depende de la organización y
características de los lípidos y proteínas de la membrana.

10. DIFUSIÓN SIMPLE
Este tipo de transporte pasivo ocurre a favor del gradiente de concentración y lo realizan
moléculas relativamente pequeñas e hidrofóbicas como: oxigeno, dióxido de carbono y el
etanol.
• Medio gaseoso o líquido transportado
• Requiere un gradiente de concentración
• Se da en sistemas vivos y no vivos
• Los iones no pueden atravesar las
membranas plasmáticas porque son
repelidos por colas hidrófobas(transporte por
difusión facilitada).

11. DIFUSIÓN FACILITADA
Es una forma de transporte pasivo a través del cual se transportan moléculas de
mayor tamaño con la ayuda de proteínas especializadas. Existen dos tipos:
• Similar a la difusión simple, pero requiereproteína
integral
• El tamaño y la forma de las proteínas determinan
la sustancia específica que pueden transportar
• Gradiente de concentración necesario
• Sustancias de transporte demasiado grandes
parala difusión simple
Difusión facilitada a través de canal: en este tipo
de transporte participan proteínas integrales de la
membrana denominadas proteínas de canal o
canales iónicos, ya que transportan átomos que
poseen carga eléctrica (iones).
Difusión facilitada a través de
transportadores: las proteínas que
participan en este tipo de transporte
también son integrales y se llaman
proteínas transportadoras o carriers.

12. Difusión facilitada a través de
canales: algunos canales se
encuentran constantemente
abiertos, y otros regulan el
paso de partículas a través de
compuertas que se abren y se
cierran
Difusión facilitada a través de transportadores:
1° La proteína transportadora experimenta un
cambio de forma al entrar en contacto con el
sustrato.
2° La molécula que será transportada (sustrato) se
une a la proteína.
3° Este cambio de forma le permite al sustrato ser
liberado al otro extremo de la membrana.

13. OSMOSIS
La osmosis es el movimiento de agua en una membrana
semipermeable, donde el agua pasa desde el lugar de
MAYOR CONCENTRACIÓN a la de MENOR
CONCENTRACIÓN hasta igualar las concentraciones.

14. El medio en el que se encuentra la célula determina hacia donde se
mueve el agua. De aquí encontramos 3 tipos de medios:
Medio Hipertónico
La concentración del soluto es mayor para el medio extracelular, para
mantener el equilibrio las moléculas de agua se mueven desde el interior
de la célula hacia el exterior

15. Medio Isotónico
La concentración del soluto es
igual en el interior y en el
exterior de la célula. Por lo
tanto no hay movimiento de
agua.
Medio Hipotónico
La concentración del soluto es
mantener
equilibrio las moléculas
agua se mueven hacia
menor en el exterior de la
célula. Para el
de
el
interior celular.

16. TRANSPORTE ACTIVO
La energía usada en este proceso
es la energía del movimiento
cinético normal de la materia.
Significa movimiento de iones u otras sustancias a través de la membrana en
combinación con una proteína portadora pero además contra un gradiente de energía.
DIFUSIÓN
El movimiento continuo de moléculas entre
sí en los líquidos, o en los gases, se
denomina difusión.
Los iones difunden de la misma manera que
las moléculas completas, e incluso las
partículas coloidales en suspensión se
difunden de manera similar, excepto que lo
hacen con mucha menos rapidez que las
sustancias moleculares, debido a su gran
tamaño.

17. TRANSPORTE ACTIVO
Es el movimiento de partículas en contra de su gradiente de concentración. (de
un lugar de menor concentración a uno de mayor) y para que ello ocurra es
necesario el APORTE ENERGÉTICO que es entregado por moléculas de ATP.
Existen 2 tipo de transporte activo:
• Transporte activo a través de
bombas
• Transporte activo en masa
Algunos ejemplos de transporte activo
incluyen:
•Fagocitosis de bacterias por macrófagos.
•Movimiento de iones de calcio fuera de las
células del músculo cardíaco.
•Transporte de aminoácidos a través del
revestimiento intestinal en el intestino
humano.
•Secreción de proteínas como enzimas,
hormonas peptídicas y anticuerpos de varias
células.
•Funcionamiento de los glóbulos blancos.

18. TRANSPORTE ACTIVO A TRAVÉS DE BOMBAS
Proceso que bombea iones sodio hacia el
exterior a través de la membrana celular y al
mismo tiempo bombea iones potasio desde el
exterior hacia el interior.
Está presente en todas las células del
organismo.
Mantiene las diferencias de concentración de
sodio potasio a través de la membrana
celular.Establece un potencial eléctrico negativo
en el interior de las células.
Participan proteínas integrales llamadas
bombas (usan ATP) para transportar sustancias
en contra de la gradiente de concentración.
La BOMBA SODIO/
POTASIO es un ejemplo de
este tipo de transporte.

19. El ion sodio (Na⁺), generalmente se encuentra en mayor cantidad
concentración fuera de la célula y en menor concentración dentro
de ella.
El ion potasio (K⁺), en cambio, es abundante dentro de la célula,
pero escaso fuera de ella.
Para mantener esta diferencia de concentraciones, la célula gasta
energía (ATP), ya que la bomba sodio-potasio debe transportar
ambos iones contra el gradiente de concentración, es decir, el ion
sodio es transportado hacia el medio extracelular, y el potasio,
hacia el citoplasma (medio intracelular)

20. TRANSPORTE ACTIVO EN MASA
Ciertas moléculas como los polisacáridos y las proteínas e incluso otras células, como las bacterias,
pueden ingresar o salir de la célula por medio del transporte en masa, el cual se caracteriza por utilizar
vesículas que se encargan de transportar en su interior estas sustancias.
Existen dos tipos de transporte en masa:
la endocitosis y la exocitosis.
En ambos procesos se requiere el aporte
energético del ATP.

21. Endocitosis: mecanismo de incorporación de sustancias a la
célula si necesidad de atravesar la membrana plasmática. Se
distinguen dos tipos:
1) FAGOCITOSIS
En la membrana se forman unas
proyecciones, denominadas pseudópodos
1 Que se fusionan y originan una vesícula
2 Que contiene la sustancia que va a ser
asimilada o consumida (microorganismos o
restos celulares). Posteriormente, la
vesícula se fusiona con un lisosoma
3 El que posee enzimas que degradan el
contenido fagocitado.

22. 2) PINOCITOSIS
Diversos materiales disueltos ingresan a la
célula mediante este mecanismo.
Para ello, un área muy reducida de la
membrana plasmática forma una pequeña
depresión hacia su interior, rodea el fluido
extracelular y sigue hundiéndose hasta
estrangularse dentro
Finalmente, se forma
del citoplasma.
una diminuta
vesícula que es incorporada al interior de la
célula.

23. EXOCITOSIS
Requiere ATP
Es un proceso mediante el cual una vesícula intracelular se fusiona con la membrana
plasmática y su contenido es liberado al exterior de la célula.
Libera hacia el medio
extracelular macromoléculas
de mayor tamaño, como
hormonas y
enzimas,
anticuerpos.

25. ECUACIÓN DENERNST
ECUACIÓN DE NERNST

26. n
ε  εº
0,059
log Q
ECUACIÓN de NERNST
No es la constante de equilibrio. Incluye:
-para gases: P(en atm)
-para disoluciones: concentración molar
-No aparecen los líquidos y sólidos puros
Número de electrones transferidos
Potencial estándar:
Gases a 1 atm y
disoluciones 1 Molar.
 = 0
Q  Keq.
Reacción en equilibrio 
n
εº
0,059
log K

27. ε = 2,85 V
Reducción: (Fe3+(3M) + 1e–  Fe2+ (10-4 M) )x2 εred= 0,77 V
Oxidación: Mg(s) – 2e-  Mg2+(0,1 M) εox = - εred = +2,37 V
2 Fe3+(3M) + Mg(s)  2 Fe2+ (10-4 M) + Mg2+(0,1 M)
εº = εºcatodo – εºánodo = +0,77 V – (–2,37 V) = 3,14 V
Ecuación de
Nernst
Ejemplo: Calcular el potencial de la pila:
Mg | Mg2+ (0,1 M) || Fe3+ (3M) , Fe2+ (10-4 M) | Pt
log
n 2
0,059 0,059
 2,85V
log Q  3,14
ε  εº

104
2
0,1
32

28. EJERCICIO: