El documento describe los diferentes tipos de procesos de transporte a través de membranas biológicas, incluyendo difusión simple, transporte mediado por proteínas, transporte activo primario y secundario. Explica cómo las bombas de sodio-potasio mantienen gradientes iónicos que permiten el transporte activo de moléculas como la glucosa, y cómo el calcio es transportado en los músculos para permitir la contracción y relajación.

1. MEMBRANAS
MIRANDA ACERO LIZBETH

2. INTRODUCCIÓN
 Las membranas controlan la entrada de los iones
inorgánicos vitaminas y nutrientes
 También la entrada de fármacos y la excreción de
productos de desecho.
 Las proteínas transmembrana desempeñan importantes
funciones en el transporte de estas moléculas a través de la
membrana y, con frecuencia mantienen los gradientes de
concentración

4. INTRODUCCIÓN
Las concentraciones en el citoplasma de K, Na y Ca se
mantienen alrededor de 140, 10 y 10-4 mmol
respectivamente.
Mientras que de lado externo, se mantienen en 5, 140 y
1-2mmol respectivamente
La fuerza impulsora del transporte de iones y el
mantenimiento de los gradientes de iones es
proporcionado por el ATP

5. TIPOS DE PROCESOS DE TRANSPORTE
DIFUSION SIMPLE A TRAVÉS DE LA BICAPA LIPIDICA.
Las moléculas mas pequeñas no polares (O, CO2 y N2) y las
moléculas polares no cargadas (urea etanol, ácidos orgánicos
de bajo peso molecular) se desplazan hacia las membranas
por difusión simple y sin la ayuda de proteínas de
membrana.
Nota: la dirección de este movimiento, es cuesta abajo, es decir a favor de un
gradiente de concentración.

7. DIFUSION SIMPLE A TRAVÉS DE LA BICAPA
LIPIDICA.
 Para que la difusión simple tenga lugar a través de la
membrana, un requisito importante es el carácter
hidrofóbico de las moléculas
 Es importante mencionar que la velocidad de
transporte de estas moléculas esta, estrechamente
relacionadas con su coeficiente de partición entre el
agua y el aceite.

8.  Aunque las moléculas de agua, atraviesan la membrana
por difusión simple, se piensa que las proteínas de los
canales controlan el movimiento del agua a través de las
membranas, especialmente en el riñón, para concentrar la
orina.
 La mutación del gen de acuaporina-2, provoca diuresis en
el pacientes con diabetes insípida nefrogenica, la cual se
caracteriza por una eliminación urinaria excesiva aunque
sin hiperglucemia como en la diabetes mellitus.

10. Transporte mediado por proteínas de
membrana
 El paso de proteínas mas grandes a través de la membrana,
requiere que se involucren proteínas de membrana que son
conocidas como transportadores.
 Los transportadores sin específicos y funcionan por dos
mecanismos, difusión simple y difusión facilitada.
 La difusión simple cataliza el movimiento de un sustrato a través
de la membrana a favor de un gradiente de concentración y por lo
tanto no precisa de energía.

12.  El transporte activo es un proceso en el que los sustratos
son transportados contra su gradiente de concentración.
 Este transporte debe estar acoplado a una reacción que
produzca energía.
 El proceso como tal de transporte es muy especifico: cada
transportador, transporta una sola especie de moléculas o
componentes estructuralmente relacionados.

13. Las Características de los
transportadores de glucosa.
 Los transportadores de la glucosa, son esenciales para la
difusión de esta al interior de la membrana
 La familia de los GLUT incluyen desde el GLUT 1 al GLUT 5.
 En los eritrocitos los GLUT 1 tienen una constante de transporte
de 2mmol/L y opera al 40% de su saturación de transporte
máximo (Tmax) bajo condiciones de ayuno

14.  Las células β de los islotes pancreáticos expresan GLUT -2
con una constante de transporte de mas de 180mg/dl (10
mmol/L).
 En respuesta a la ingesta de alimentos, y por lo tanto al
aumento de la concentración de glucosa en la sangre, las
moléculas de GLUT-2 responden aumentando la captación
de glucosa en las células β, estimulando al mismo tiempo
la secreción de insulina.

16.  Las células de los tejidos sensibles a la insulina como
el tejido muscular y el adiposo, tienen el
transportador GLUT-4
 La insulina estimula la translocación del GLUT-4,
desde las vesículas intracelulares hacia la membrana
plasmática, facilitando la captación de glucosa
durante las comidas.

18. Transporte de Canales y Poros.
 Los canales atraviesan la membrana y la unión de los sustratos
son accesibles desde cualquier lado de la membrana al mismo
tiempo
 Los cambios de conformación no son necesarios para la
translocación de los sustratos que penetran desde un lado de la
membrana para salir hacia el otro lado.
 Son los cambios de voltaje y la unión al ligando inducen cambios
conformacionales a la estructura del canal que tienen el efecto de
abrir o cerrar el canal.

19. 3 ejemplos de poros importantes para
la fisiología celular
 Las uniones en hendidura de las células endoteliales,
constituyen un grupo de pequeños poros en los que
dos cilindros de 6 subunidades de conexina, se unen a
otro para formar un poro de aproximadamente 1.2 a 2
nm.
 Los poros nucleares: estos presentan un radio de 9nm a
través de los cuales las proteínas grandes y los ácidos
nucleicos entran y salen del núcleo

21.  La tercera clase, son los poros mitocondriales de la membrana
mitocondrial externa, a través de los cuales, las proteínas
mitocondriales codificadas son transportadas a este organelo.

22. Transporte activo
 El ATP es un producto de alta energía, procedente
del metabolismo
 El enlace fosfoanhidrido del ATP, libera energía libre
cuando se hidroliza para formar ADP y Pi, la energía
generada, se utiliza para formar moléculas grandes y
pequeñas, asi como para el transporte
contracorriente de las moléculas.

24.  Los sistemas de
transporte activo
primarios utilizan
directamente el ATP para
dirigir el transporte; el
transporte activo
secundario utiliza un
gradiente electroquímico
de iones Na o H

25. Los sistemas de transporte activo
primario son las bombas
 Se clasifican en 4 grupos:
 F- ATP asas
 V-ATP asas
 P-ATP asas
 Transportadores ABC

27. F-ATP asas, Factores de acoplamiento
mitocondrial
 Estos hidrolizan el ATP y transportan iones hidrogeno, trabaja
en dirección opuesta, sintetizando ATP a partir del ADP y Pi, a
medidas que los protenes se mueven a favor de un gradiente
electroquímico.
 El ATP producido se libera a la matriz mitocondrial y
posteriormente es enviado al citoplasma a través de la ATP-
ADP traslocasa, que se encuentra localizada en la membrana
interna mitocondrial.

28.  Esto permite que entre una
molecula de ADP solo si sale
una molecula de ATP.
 Contratransporte
(intercambio) de Ca2+-Na+
en
una célula muscular. ATP,
trifosfato de adenosina

29. V-ATP asas
 Las vesículas citoplasmáticas como los lisosomas, endosomas y
granulos de secreción, requieren de la bomba H – ATP asas Tipo
Vacuolar.
 La acidificación por esta H-ATPasa vacuolar es importante es
importante para la actividad de las enzimas lisosomales que
presentan un pH optimo.
 Esta también acidifica el entorno de los osteoclastos y las células
renales, un defecto en esta bomba en los osteoclastos, provoca
osteoporosis y en el riñon acidosis tubular renal

30. P-ATP asas
 Forman un compuesto intermedios fosforilados que favorecen la
translocación iónica
 La bomba Na/K ATP asas de tipo P de los tejidos y el Ca-ATP asas
del retículo sarcoplasmico, desempeñan funciones en el
mantenimiento en el gradientes iónicos
 Esta bomba Na/K ATP asas también crea un gradiente
electroquímico que produce la fuerza impulsora para la mayor
captación de nutrientes desde el intestino.

31.  La descarga de este gradiente electroquímico, es
fundamental para el proceso de transmisión nerviosa.
 Las mutaciones en los genes que codifican para las P-
ATP asas, causan diversas enfermedades como la
cardiomiopatía de brody, migraña hemipléjica
familiar (defecto de la Na/K ATPasas) y enfermedades
de Menkel y Wilson (Cu ATP asas)

33. Transportadores ABC
 Se refiere al sitio de fijación del ATP en el transportador.
 Se cree que la P-glucoproteína y la proteína asociada a la
resistencia de múltiples fármacos (MPR), desempeñan una
función fisiológica en la excreción de metabolitos tóxicos y
compuestos xenobioticos, por lo que contribuirían a la
resistencia de las células neoplásicas ante al quimioterapia

34.  Los transportadores TAP, son una clase de transportadores
ABC , que se asocian a la presentación del antígeno y se
asocian al inicio de la respuesta inmune frente a una
proteína extraña
 Algunos transportadores ABC están localizados en la
membrana de los peroxisomas, mediando asi el transporte
de enzimas peroxisomales necesarias para la oxidación de
acidos grasos de cadena muy larga.

35. Transporte activo secundario
Los procesos de transporte se pueden clasificar en 3
tipos:
 UNIPORTE
 SIMPORTE
 ANTIPORTE

36. Trasnporte activo Secundario
 UNIPORTE: Son sustratos cargados que se dirigen
electroforéticamente por el potencial de membrana
 SIMPORTE Y ANTIPORTE: Los sustratos transportados
se mueven en la misma dirección durante el simporte
y en dirección contraria durante al antiporte

37.  Cotransportador de Na+-
glucosa en una célula
epitelial intestinal. ATP,
trifosfato de adenosina;
SGLT1, proteína
transportadora de Na+-
glucosa 1

38. Sistemas de transporte y su
acoplamiento.
 El musculo estriado se componen de haces de células
musculares y estas a su ves están llenas de actina y
miosina que dan lugar a la contracción.
 Durante la contracción muscular, los nervios de unión
neuromuscular estimulan la despolarización de las
células, por la apertura de canales de Na dependientes
de voltaje.

39.  La despolarización se expande hacia los tubulos
transversos (T) que se extienden alrededor de las
miofibrillas.
 Los canales de calcio localizados en los tubulos T,
cambian su conformación en respuesta a la
despolarización de la membrana, lo que activa la
liberación de calcio localizado en el retículo
sarcoplasmico.

41.  La salida de calcio desde el lumen del retículo
sarcoplasmico aumenta unas cien veces la concentración
citoplasmática de calcio, con una concentración incial de
0.0007mg/l hasta 0.07mg/L; provocando la hidrolisis de
ATP y la contracción muscular.
 El efecto contrario, una Ca ATPasa del retículo
sarcoplasmico, hidroliza el ATP para introducir al lumen, el
calcio desde el citoplasma lo que disminuye su
concentración y provoca que el musculo se relaje.

43.  Incremento en la concentración de los canales de
calcio desencadena la contracción muscular.
 Una Ca ATP asa presente en el retículo
sarcoplasmico, transporta calcio otra vez hacia la luz,
lo que disminuye la concentración de calcio
citoplasmático y el musculo se relaja

44.  En el musculo cardiaco, los canales de Ca, dependientes de
voltaje, permiten la entrada de una pequeña cantidad de
calcio que induce la liberación de este ion desde el retículo
sarcoplasmico.
 El bombeo de Ca hacia el exterior de la celula muscular, tiene
lugar gracias a dos Ca ATP asas y un antiportador Ca/Na.
 Este antiportador utiliza el gradiente de Na producido por la
Na/K ATPasa, para realizar el antitransporte de Ca

45. Papel de la Na/K ATP asa en la
captación de glucosa.

46.  Funciones de las compuertas de
activación e inactivación en el canal de
Na+ del nervio.
 En reposo, la compuerta de activación
está cerrada y la compuerta de
inactivación, abierta.
 Durante la fase de ascenso del
de acción, las dos compuertas se abren
y el Na+ fluye hacia la célula a favor de
su gradiente de potencial
electroquímico.
 Durante la repolarización, la compuerta
de activación sigue abierta, pero la de
inactivaciónse cierra.