Transporte de Membrana y Potencial de Acción

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAREPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOS CENTRALESUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOS CENTRALES
ROMULO GALLEGOSROMULO GALLEGOS
ÁREA DE CIENCIAS DE LA SALUDÁREA DE CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA DE MEDICINA DR. JOSÉ FRANCISCO TORREALBA.ESCUELA DE MEDICINA DR. JOSÉ FRANCISCO TORREALBA.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FUNCIONALESDEPARTAMENTO DE CIENCIAS FUNCIONALES
UNIDAD CURRICULAR: FISIOLOGÍA HUMANA.UNIDAD CURRICULAR: FISIOLOGÍA HUMANA.
INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGIA YINTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGIA Y
TRANSPORTE DE MEMBRANAS.TRANSPORTE DE MEMBRANAS.
Facilitadores:Facilitadores:
Dr.: José Franco.Dr.: José Franco.
Dr.: Miguel Flores.Dr.: Miguel Flores.
SAN JUAN DE LOS MORROS ENERO 2014.

2. Descubrimiento de la célula
Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio
comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras
elementales a las que llamó células. Fue el primero en utilizar
este término.
Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho al microscopio
Microscopio de R. Hooke
(30X)

3. Descubrimiento de la célula
Para el siglo XIX, los microscopios se habían
mejorado mucho y se habían podido estudiar
estructuras nunca antes vistas en las células.
En 1833, el Botánico Robert Brown (1773-1858,
Escocia), descubrió que las células de las hojas de
orquídeas tenían una estructura central (ahora
llamada núcleo).
Pocos años más tarde (1840) se usó la palabra
protoplasma para referirse al material viviente
del interior de las células.

4. Definición de Célula
• Es la unidad anatómico y funcional de todo ser
vivo.
• Tiene función de autoconservación y
autorreproducción.
• Es por esto, que se considera la mínima
expresión de vida de todo ser vivo.

5. Clasificación Celular
Células procariotas
• Las células procariotas no poseen un núcleo celular
delimitado por una membrana.
• Los organismos procariontes son las células más simples que
se conocen.
Células eucariotas
• Las células eucariotas poseen un núcleo celular delimitado
por una membrana. Estas células forman parte de los tejidos
de organismos multicelulares como nosotros.

6. Célula ProcariotaCélula Procariota

7. Célula EucariotaCélula Eucariota

8. ESTRUCTURA CELULARESTRUCTURA CELULAR

9. Es una estructura laminar formada
por lípidos.
Definen sus limites y contribuye a
mantener el equilibrio entre medio
intracelular y el medio extracelular.
Membrana plasmatica o celularMembrana plasmatica o celular

10. El núcleo es el centro de
control de la célula.
Contiene grandes cantidades
de ADN.
Controla la reproducción por
medio de la mitosis.
NúcleoNúcleo

11. Consiste en una emulsión coloidal
muy fina de aspecto granuloso, el
citosol.
Su función es albergar los
orgánulos celulares y contribuir al
movimiento de los mismos.
CitoplasmaCitoplasma

12. Es una estructura celular
de doble membrana
responsable de la
conversión de nutrientes
en el compuesto.
las mitocondrias
son el motor de la célula.
MitocondriaMitocondria

13. Los lisosomas son orgánulos que contienen
enzimas hidrolíticas y proteolíticas que sirven
para digerir los materiales de origen externo
(heterofagia) o interno (autofagia) que llegan a
ellos.
LisosomaLisosoma

14. Es un orgánulo presente en todas
las células eucariotas excepto los
glóbulos rojos y las células
epidérmicas.
Su principal función es completar la
fabricación de algunas proteínas.
Aparato de GolgiAparato de Golgi

15. Los nucléolos están formados por
proteínas y ADN ribosoma (ADNr).
El ADNr es un componente fundamental
ya que es utilizado como molde para la
transcripción del ARN ribosómico, para
incorporarlo a nuevos ribosomas
NucléoloNucléolo

16. Los ribosomas son orgánelos
encargados de sintetizar proteínas a
partir de la información genética que
les llega del ADN transcrita en forma
de ARN mensajero (ARNm).
RibosomaRibosoma

17. Es una red de mucosa
interconectada que forman
cisternas, tubos aplanados y
sáculos comunicados entre sí, que
intervienen en funciones
relacionadas con la síntesis
proteica, metabolismo de
lípidos y algunos esteroides, así
como el transporte intracelular.
Retículo Endoplastico (RE)Retículo Endoplastico (RE)

18. Es orgánulo propio de la célula
eucariota que participa en la síntesis y
el transporte de proteínas en general.
Retículo Endoplastico Rugoso (RER)Retículo Endoplastico Rugoso (RER)

19. El Retículo Endoplasmatico Liso es
un organelo celular formado por
cisternas, tubos aplanados y sáculos
membranosos que forman un
sistema de tuberías que participa en
el transporte celular, en la síntesis
de triglicéridos, fosfolípidos y
esteroides.
Retículo Endoplastico Liso (REL)Retículo Endoplastico Liso (REL)

20. NOCIONES GENERALES DENOCIONES GENERALES DE
ELECTROFISIOLOGÍAELECTROFISIOLOGÍA

21. DefiniciónDefinición
• Estudio de las propiedades eléctricas de la
célula.
• Parte de la fisiología que se encarga del
estudio del estado de reposo y actividad de una
célula excitable.

23. Ión, Catión, Anión.Ión, Catión, Anión.
• Un ión es un átomo o grupo de átomos que
tienen una carga eléctrica.
• Los iones con carga positiva se denominan
cationes: Ej: Na, K, Mg.
• Los que tienen carga negativa se denomina
aniones. Ej: Cl, HCO3.

24. ElectrolitoElectrolito
• Un electrolito es una sustancia que disocia
iones libres cuando se disuelve o funde, para
producir un medio que conduce la electricidad.
• Sustancia que al disolverse en un líquido se
disgregan en partículas cargadas
eléctricamente (iones).

25. ElectrolitoElectrolito
• Sustancia capaz de conducir electricidad en
solución.
• Los electrolitos generalmente existen como
ácidos, bases o sales.
• Ejemplo: HCl, NaCl, H2SO4.

26. EXCITABILIDADEXCITABILIDAD
Capacidad de responder activamente ante la
aplicación de un estímulo.
Estímulo: Variación energética del medio
ambiente.
Propiedad exclusiva de los seres vivos.

27. CLASES DE ESTIMULOSCLASES DE ESTIMULOS
 Mecánicos
 Térmicos
 Sonoros
 Luminosos
 Eléctricos
 Químicos
 (según las clases de energía)

28. TIPOS DE ESTIMULOSTIPOS DE ESTIMULOS
 UMBRAL
 Mínima cantidad de energía que provoca una
respuesta.
 SUPRAUMBRAL
 Mayor intensidad que el umbral.

29. LEY DE LA EXCITABILIDADLEY DE LA EXCITABILIDAD
A menor umbral Mayor excitabilidad
A mayor umbral menor excitabilidad

30. CURVA DE EXCITABILIDADCURVA DE EXCITABILIDAD
• Curva de Intensidad – duración.
• Un estímulo
se compone de: intensidad y
tiempo de aplicación.

31.  Los parámetros que se tienen que definir para
explicar la excitabilidad son:
 REOBASEREOBASE: Intensidad mínima que, aplicada durante
un tiempo indefinido, da lugar a una respuesta.
 CRONAXIACRONAXIA: tiempo durante el cual se tiene que
aplicar un estímulo para que se produzca respuesta.

32. MECANISMOS DE TRANSPORTE DEMECANISMOS DE TRANSPORTE DE
MEMBRANASMEMBRANAS

33. MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR

34. MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR
• Las membranas de las Celulas, todas
compuestas de lípidos y proteínas
– Membrana nuclear
– Membrana celular
– Membrana mitocondrial
– Membrana retículoendotelial
– Membrana lisosómica

35. MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR
MEMBRANA SELECTIVA
Llamada permeabilidad selectiva
Transporte
• FUNCIONES: Reconocimiento
Comunicación

36. MEMBRANASMEMBRANAS
• Proporcionan una barrera que evita el
movimiento del agua libremente y de las
substancias hidrosolubles de un
compartimiento celular a otro.
Sustancias hidrosolubles
Glucosa
Urea
Iones
aminoácidos
Sustancias liposolubles
Oxígeno
Bioxido de carbono
Alcohol
nitrogeno

37. MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR
• Delgada y elástica de
7.5 A 10 Nanómetros.
– 55 % Proteínas
– 25 % Fosfolípidos
– 13 % Colesterol
– 4 % Lípidos
– 3 % Hidratos de
carbono

38. MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR
• Dos porciones
– Hidrofóbica.
– Hidrofilica.

39. MEMBRANAMEMBRANA
• Mismas sustancias de un lado y otro (sodio,
potasio, calcio)
• Diferentes concentraciones
• Todas sus partículas suman 300 mOsm/l en el
intracelular y extracelular

41. GLUCOPROTEÍNASGLUCOPROTEÍNAS
• Son de dos tipos
– PROTEÍNAS
INTEGRALES
– PROTEÍNAS
PERIFÉRICAS
• FUNCIONES
• Canales o poros
• Proteínas
transportadoras
• Enzimas

42. HIDRATOS DE CARBONOHIDRATOS DE CARBONO
• Llamado glucocáliz celular (3%)
• Combinado con proteínas y lípidos
– Glucoproteínas
– Glucolípidos
• Glucosa sale al exterior
– Anclan
– Receptores hormonales

43. LIPIDOSLIPIDOS
• Bicapa lipídica
• 42%Membrana
– 25% Fosfólipidos
– 13% colesterol
– 4% grasas neutras
• Hidrófilico fosfato
• Hidrófobico acidos
grasos
• Unión fosfolípido

47. MECANISMOS DE TRANSPORTEMECANISMOS DE TRANSPORTE
• Transporte pasivo
– Difusión simple
• A través de una bicapa
• A través de canales
– Difusión facilitada
• Transporte activo
• energia

48. ÓSMOSISÓSMOSIS
Movimiento neto del agua causado por una
diferencia de concentración de la misma.
O
movimiento del agua a través de la membrana
celular.
• La célula se hincha o se contrae dependiendo
del movimiento de agua.

49. ÓSMOSISÓSMOSIS
• Las moléculas pequeñas
atraviesan con facilidad
y las grandes con
dificultad.
• La membrana es
selectiva o
semipermeables.

50. osmosisosmosis

52. PRESIÓN OSMÓTICAPRESIÓN OSMÓTICA
• La cantidad exacta de
presión necesaria para
detener la ósmosis se
determina presión
osmótica.
• Existe una membrana
selectiva que separa
líquidos
• La presión es tan diferente
que evita la ósmosis.

53. GRADIENTEGRADIENTE
 Diferencia.
• A mayor gradiente habrá mayor velocidad y mayor
fuerza (mayor presión, mas velocidad).
• GRADIENTE QUÍMICO
– Diferencia de concentración
• Calor y energía cinética.

54. DIFUSIÓNDIFUSIÓN
• Movimiento
molecular aleatorio de
sustancias, molecula a
molécula.
• Por la membrana o en
combinación con la
proteína
transportadora
• Energía que causa la
difusión es el
movimiento cinético

55. DIFUSIÓNDIFUSIÓN
• SIMPLE:
– movimiento cinético a
través de aberturas o
espacios
intermoléculares
– Empleo nulo de
proteínas
transportadoras
– Equilibrio homogéneo
a ambos lados

56. DIFUSIÓN SIMPLEDIFUSIÓN SIMPLE
• A través de intersticios de la bicapa lipídica-
liposolubles.
• A través de canales acuosos que penetran todo el
espesor de las grandes proteínas.
• Difusión de sustancias liposolubles a través de la
bicapa lipídica (liposolubilidad)
• Difusión de agua y otras moléculas insolubles en
lípidos a través de canales proteínicos

58. DIFUSIÓN FACILITADADIFUSIÓN FACILITADA
• Difusión mediada por
transportadores
• Sustancias
transportadoras através
de la membrana con
ayuda de una proteína
transportadora específica.
• Proteína facilitadora de la
difusión.

59. DIFUSIÓN FACILITADADIFUSIÓN FACILITADA
• La molécula que se va a transportar entra en
el canal y se une.
• Cambio de conformación en la proteína
transportadora
• El canal se abre al lado opuesto de la
membrana
• Debido a su débil unión se libera.

62. FACTORES QUE AFECTAN LAFACTORES QUE AFECTAN LA
DIFUSIÓNDIFUSIÓN
• Facilitan: -Mayor área de corte transversal.
-Mayor gradiente.
-Mayor temperatura.
• Dificultan: -Mayor peso molecular.
-Mayor distancia.

63. PERMEABILIDAD SELECTIVAPERMEABILIDAD SELECTIVA
• Características del propio canal
– Diametro
– Forma
– Naturaleza de los cambios eléctricos

65. APERTURA DE CANALES PROTEÍNICOSAPERTURA DE CANALES PROTEÍNICOS
• Un medio de controlar la permeabilidad de dichos
canales.(ion específico)
• Puertas: son como compuertas de las moléculas
proteínicas.
Hay dos tipos de compuertas:
• Apertura de voltaje
• Apertura química (ligando)

67. APERTURA DE VOLTAJEAPERTURA DE VOLTAJE
• Responde a potencial
eléctrico a través de la
membrana celular
• ejemplo
– Sodio la membrana
negativa exterior
cierra y positiva abre

69. APERTURA QUIMICAAPERTURA QUIMICA
• Apertura de ligandos
• Canales proteínicos se abren por unión de una
sustancia química a la proteína.
• Cuando se unen se abren.

70. TRANSPORTE ACTIVOTRANSPORTE ACTIVO
• Transporte activo primario
– ATP
• Transporte activo
secundario
– de la energia almacenada
• En ambos depende de las
proteinas transportadoras
para actuar contra gradiente
• BOMBA

72. TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIOTRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO
• Ejemplos:
– sodio, potasio, calcio,
hidrogeno, cloruro y
otros.
• Bomba Sodio-Potasio
– Bombea sodio al
exterior
– Potasio al interior
– Para dar potenciales
eléctricos

73. BOMBA SODIO-POTASIOBOMBA SODIO-POTASIO
• Proteína
transportadora son 2
proteínas globulares.
• Posee 3 sitios de
unión de los iones de
sodio
• 2 sitios para potasio
• ATPasa en los sitios de
union de Na

74. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIOTRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO
• Cotransporte
– Al salir el sodio arrastra a otra sustancia por
acoplamiento
– Cada uno toma un sitio de unión
– Ejemplo: sodio-glucosa

75. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIOTRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO
• CONTRATRANSPORTE
– SODIO – CALCIO
– SODIO – HIDROGENO
• Sodio entra y al mismo tiempo sale calcio ambos
unidos a la misma proteina

76. POTENCIAL DE MEMBRANAPOTENCIAL DE MEMBRANA
YY
POTENCIAL DE ACCION.POTENCIAL DE ACCION.

77. ConceptosConceptos
Potencial de Membrana: es el voltaje que le dan a la membrana
las concentraciones de los iones en ambos lados de ella.
Potencial de Reposo: es el estado en donde no se transmiten
impulsos por las neuronas.
Potencial de Acción: es la transmisión de impulso a través de la
neurona cambiando las concentraciones intracelulares y
extracelulares de ciertos iones.

78. Potencial de EquilibrioPotencial de Equilibrio
El potencial de equilibrio
de un ión es el potencial al
que se equilibrarían las
fuerzas del gradiente
electroquímico actuando
sobre ese ión, de manera
que en el potencial de
equilibrio el ión no tendría
tendencia a entrar ni a salir
de la célula.

79. Potencial de equilibrioPotencial de equilibrio
 El movimiento de los iones se debe fundamentalmente a dos
efectos:
 • difusión: en presencia de un gradiente de concentración.
 • atracción eléctrica: en presencia de un campo eléctrico.
 En condiciones normales, en el interior de la célula hay una
concentración 30 veces superior que en el exterior de iones de
K+.
 Ello hace que se produzca un flujo de iones hacia el exterior,
haciendo que el interior de la célula adquiera una carga
negativa, que tiende a contrarrestar el flujo debido a la difusión.

80. Elementos de la Bomba Na K ATP asaElementos de la Bomba Na K ATP asa
ProteínaProteína
Na+Na+
K+K+
ATP asaATP asa

81. Sodio (Na+)Sodio (Na+)
 Niveles normales de Na
en suero: 135 a 145 mEq/l
 Mayor proporción a nivel
extracelular

82. POTASIOPOTASIO
 Elemento metálico
 Intracelular 98%
 Niveles normales de K en
suero: 3,7 a 5,2 mEq/l

83. ATPATP
El ATP:
adenina
ribosa
tres grupos fosfatos
Enlaces de alta energía al
romperse se libera la
energía almacenada.

84. HIDRÓLISIS DEL ATPHIDRÓLISIS DEL ATP
ATP se hidroliza a ADP,
rompiéndose un sólo
enlace y quedando un
grupo fosfato libre

85. ¿Qué es la ATP asa?¿Qué es la ATP asa?
Es una enzima, presente en las células, que es
capaz de acelerar, el proceso de hidrólisis del ATP.
ATP "moneda universal de energía".

86. Componentes Físicos de la bombaComponentes Físicos de la bomba
 Complejo de 2
proteínas globulares
 Subunidad α
PM: 100 000
Subunidad β
PM: 55 000
(ensamblado)

87. Características SubunidadCaracterísticas Subunidad αα
3 lugares para la unión
del sodio (interior)
2 lugares para la unión
del potasio (exterior)
Porción interna, posee
actividad ATP asa

88. ¿Qué es La bomba de sodio (Na+/K+-¿Qué es La bomba de sodio (Na+/K+-
ATPasa)ATPasa)
Es un sistema de transporte ubicado en la
membrana de las células encargado de
mantener la concentración de sodio dentro
de éstas más baja, y la de potasio más alta
que en el líquido que las circunda.

89. POTENCIAL DE ACCIONPOTENCIAL DE ACCION
• El potencial de acción es un ciclo de :
- Membrana en reposo,
- despolarización,
- hiperpolarización y
- retorno al valor de reposo de la membrana.

90. • Potencial de membrana en reposo:
- En las neuronas, casi siempre es cercano a – 70mV.
(Ganong)
- -90 mV (Guyton).

92. • El ciclo dura 1-2 ms y puede tener lugar
cientos de veces por segundo.
• Estas variaciones cíclicas del potencial de
membrana son consecuencia de incrementos
transitorios de la permeabilidad de una región
de la membrana, primero a Na+, luego a K+.

94. • Un potencial de acción es consecuencia de la
apertura y el cierre en secuencia de canales
catiónicos regulados por voltaje.
– Primero, la apertura de los canales de Na+ durante
alrededor de 1 ms, lo que produce una gran
despolarización súbita de un segmento de la
membrana.
– Luego el canal se cierra y se torna incapaz de
abrirse (refractario) durante varios milisegundos,
lo cual impide el flujo posterior de Na+.

95. • La apertura gradual de los canales de K+, a
partir del momento en que el potencial de
acción alcanza su pico máximo, permite la
salida de K+, que en un principio hiperpolariza
la membrana.
• A medida que estos canales se cierran, la
membrana retorna a su potencial de reposo.

96. • La despolarización asociada con un potencial
de acción generado en un punto a lo largo del
axón se difunde en forma pasiva hacia el
segmento adyacente, donde induce la apertura
de canales de Na+ regulados por voltaje y, en
consecuencia, otro potencial de acción.

97. La propagación del potencial de acción sólo
marcha en una dirección, debido al corto
periodo de inactivación de los canales de Na+
y a la breve hiperpolarización consecuente de
la salida de K+.

98. • Las neuronas gruesas conducen los impulsos
con mayor rapidez que las delgadas.
• La mielinización incrementa la velocidad de
conducción del impulso hasta en 100 veces.

99. • En las neuronas mielinicas, los canales de Na+
regulados por voltaje se concentran en los
nodos de Ranvier (2000 y 12000).
• La despolarización en un nodo se difunde con
rapidez y escasa atenuación al nodo siguiente,
por lo que el potencial de acción “salta” de un
nodo al siguiente.

101. • El potencial de acción no se produce si el
estímulo tiene una magnitud inferior al umbral,
y se genera con una amplitud y forma
constantes sin importar la intensidad del
estimulo, si ésta se encuentra al nivel o por
arriba de la intensidad umbral.

102. • Por tanto, el potencial de acción tiene un
carácter de “todo o nada” y se dice que
obedece a la ley del todo o nada.
• Si el estímulo es pequeño, no pasa nada. Si es
muy grande, por muy grande que sea, será el
mismo potencial de acción.

103. Forma de propagación delForma de propagación del
impulso nerviosoimpulso nervioso
La excitabilidad irá hasta llegar al nivel de
descarga.
Cuando se llega al nivel de descarga:
se abren los canales de Na+
y, por muy intenso que sea el estímulo, la
excitabilidad será (-) porque la fibra se encuentra en
un periodo refractario absoluto.

104. PERIODOS REFRACTARIOSPERIODOS REFRACTARIOS
Periodo refractario absoluto:
Corresponde al período desde el momento en
el cual se llega al nivel de disparo hasta que se
completa un tercio de la repolarización.
* Ningún estímulo excitará al nervio, sin
importar su intensidad.

105. Periodo refractario relativo:
Que dura desde este punto hasta el inicio de la
posdespolarización.
* Los estímulos más fuertes de lo normal pueden
producir excitación.

106. EL QUE ABANDONA TODO POR SER UTILEL QUE ABANDONA TODO POR SER UTIL
A SU PATRIA, NO PIERDE NADA Y GANAA SU PATRIA, NO PIERDE NADA Y GANA
CUANTO LE CONSAGRA.CUANTO LE CONSAGRA.