Este documento describe los diferentes mecanismos de transporte de sustancias a través de la membrana celular, incluyendo la difusión simple, difusión facilitada, osmosis y transporte activo. Explica que la difusión ocurre pasivamente a través de la bicapa lipídica o canales proteicos, mientras que el transporte activo requiere energía para transportar sustancias contra un gradiente de concentración o potencial eléctrico. Se enfoca en particular en la bomba sodio-potasio como ejemplo clave de transporte activo

1.  TRANSPORTE
DE
SUSTANCIAS A TRAVES
DE LA MEMBRANA
CELULAR

2. COMPOSICION QUIMICA DE LOS
LIQUIDOS INTRA Y EXTRACELULAR












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




Na
K
Ca
Mg
Cl
HCO3
SO4
Glucosa
Aminoácidos
Colesterol
Fosfolípidos.
Grasa neutra+
PO2
PCO2
pH
Proteínas
LEC
142 mEq/l
4 mEq/l
2,4 mEq/ l
1,2 mEq/l
03 mEq/l
28 mEq/l
1 mEq/l
90 mg/dl
30 mg/dl
LIC
10 mEq/l
140 mEq/l
0,0001 mEq/l
58 mEq/l
4 mEq l
75 mEq/l
2 mEq/ l
0 a 20 mg/ dl
200 mg dl
0,5 g/dl
2 a 95 g/ dl ?
35 mmHg
46 mmHg
7,4
2 g/dl
(5 mEq/l)
20 mmHg?
50 mmHg?
7
16 g/ dl
(40 mEq/ l)

3. MEMBRANA CELULAR


La estructura de la membrana celular está
dada por una bicapa lipídica que evita el
desplazamiento de la mayoría de la sustancias
hidrosolubles; no así, las sustancias
liposolubles que la atraviesan con facilidad.
Las moléculas proteicas de la membrana
constituyen una ruta alternativa para el
transporte de sustancias

4. MOLECULAS PROTEICAS DE LA MEMBRANA



La mayor parte de las moléculas proteicas de la
membrana pueden actuar como:
Proteínas transportadoras: Se unen a moléculas
específicas y luego sufren un cambio de
configuración que traslada a las moléculas a través
de la membrana
Proteínas de canales: Forman una vía hídrica que
permite a las moléculas atravesar la membrana

5. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR

6. DIFUSION FRENTE A
TRANSPORTE ACTIVO
•
El transporte a través de la membrana celular, ya
sea a través de la membrana lipídica o de las
proteínas se produce mediante uno de los dos
procesos básicos:
Difusión
Transporte activo

7. DIFUSION


Es el movimiento continuo de las moléculas
entre sí en los líquidos o los gases.
Existen dos clases de difusión:
Difusión simple, que indica que las
moléculas atraviesan la membrana sin unirse
a proteínas transportadoras
Difusión facilitada

8. DIFUSION SIMPLE




El movimiento cinético de las moléculas o de los
iones se produce a través de una abertura de la
membrana o a través de espacios intermoleculares
sin ninguna interacción con las proteínas
transportadoras de la membrana
Puede hacerse por dos vías:
Por los intersticios de la doble capa de lípidos
Atravesando los canales hídricos de las proteínas de
transporte

9. DIFUSION FACILITADA

Precisa la interacción de una proteína
transportadora que ayude al paso de las
moléculas o los iones a través de la membrana
mediante su unión química.

10. DIFUSION DE SUSTANCIAS LIPOSOLUBLES A
TRAVES DE LA BICAPA LIPIDICA

La velocidad de una sustancia a través de la
membrana celular es directamente
proporcional a su solubilidad en los lípidos.

El oxígeno, el CO2 y los alcoholes participan
de esta importante propiedad

11. DIFUSION DE AGUA Y OTRAS
MOLECULAS INSOLUBLES



El agua atraviesa fácilmente la membrana
celular pasando por los canales de proteínas.
A medida que las moléculas se tornan más
grandes su capacidad para atravesar la
membrana disminuye rápidamente
Ejemplo: eritrocitos y urea.

12. DIFUSION A TRAVES DE LOS CANALES PROTEICOS Y
ACTIVACION DE ESTOS CANALES



Los canales de proteínas tienen:
Una permeabilidad selectiva para el
transporte de una o varias moléculas
específicas
Muchos canales se pueden abrir o cerrar por
compuertas

13. PERMEABILIDAD SELECTIVA A LOS
CANALES PROTEICOS


Muchos canales proteicos son muy selectivos
para el transporte de uno o mas iones o
moléculas proteicas específicas debido a las
características del propio canal como su
diámetro, su forma y la naturaleza de las
cargas eléctricas y enlaces químicos.
Ejemplo el canal de sodio

14. ACTIVACION DE LOS CANALES
PROTEICOS




La activación de los canales proteicos
proporciona un medio para controlar la
permeabilidad iónica de los canales.
La apertura y el cierre de las compuertas están
controlados de dos maneras:
Activación por voltaje
Activación química (por ligando)

15. ACTIVACION POR VOLTAJE



En este caso la conformación molecular de la compuerta o de
sus enlaces químicos responde al potencial eléctrico que se
establece a través de la membrana celular.
Ej.:Cuando hay una carga negativa intensa en el interior de la
membrana celular las compuertas de sodio del exterior
permanecen firmemente cerradas y cuando el interior de la
membrana pierde su carga negativa estas compuertas se
abren.
Este es el mecanismo básico para generar los potenciales de
acción nerviosos responsables de las señales nerviosas

16. ACTIVACION QUIMICA
(POR LIGANDO)



Las compuertas de algunos canales proteicos se abren por la
unión de una sustancia química (un ligando) 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, (activación química o activación por
ligando)
Ej.: acetilcolina sobre el canal de la acetilcolina
Esta compuerta es importante para la transmisión de la señal
nerviosa de una célula nerviosa a otra o desde una célula
nerviosa a una muscular para la contracción muscular

17. DIFUSION FACILITADA

O difusión mediada por un transportador,
pues la sustancia que así difunde lo hace
utilizando una proteína transportadora
específica, es decir, el transportador facilita la
difusión de la sustancia hasta el otro lado.

18. OSMOSIS

Consiste en un movimiento neto del agua causado
por las diferencias en su concentración.

El agua es la sustancia más abundante que difunde a
través de la membrana celular. Sin embargo, la
cantidad que difunde en ambas direcciones está
equilibrada en forma tan precisa que se produce un
movimiento neto cero de agua; y por tanto, el
volumen celular permanece constante

19. OSMOSIS

20. 
Cuando se produce un movimiento neto del
agua a través de la membrana celular, la
célula puede hincharse o contraerse; porque
se produce una diferencia de concentración
del agua

21. PRESION OSMOTICA

Es la cantidad exacta de presión necesaria
para detener la ósmosis

El factor que determina la presión osmótica
de una solución no es la masa del soluto, sino
la concentración o el número de partículas de
la solución

22. OSMOLALIDAD: EL OSMOL




El osmol expresa la concentración de una solución
en función del número de partículas.
Un osmol es 1g de peso molecular de un soluto no
disociado.
Ej.: 180 g de glucosa son equivalentes a un osmol
de glucosa porque la glucosa no se disocia en iones
La osmolaridad normal de los LIC y LEC es de 300
miliosmoles/Kg. y la presión osmótica es de 5500
mmHg.

23. OSMOLARIDAD


Es la concentración osmolar expresada en
osmoles por litro de solución.
Las diferencias cuantitativas entre
osmolaridad y osmolalidad son menores del
1%

24. TRANSPORTE ACTIVO

Se denomina 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.

Utilizan este mecanismo sustancias como sodio,
potasio, cloruro, calcio, hierro, hidrógeno yoduro,
urato, diversos azúcares y la mayor parte de
aminoácidos

25. TRANSPORTE ACTIVO

Según el origen de la energía que se utiliza para
producir el transporte:
Transporte activo primario: ATP
Transporte activo secundario: La energía procede
secundariamente de la que está almacenada bajo la
forma de diferencia de concentración iónica a ambos
lados de la membrana y que aparece gracias al
transporte activo primario

26. TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO
BOMBA SODIO-POTASIO

Se encuentra en todas las células del cuerpo y
se encarga de mantener las diferencias de
concentración del sodio y el potasio a uno y
otro lado de la membrana celular, así como
crear un potencial eléctrico negativo en el
interior de las células

27. COMO ACTUA?
La proteína transportadora fija tres iones de sodio
dentro de la célula y dos iones de potasio fuera de
ella
La proteína posee actividad ATPasa y esa función
enzimática se activa después de unirse la proteína a
los iones
Entonces se separa una molécula de ATP y se
escinde para formar ADP y liberar un enlace de
fosfato de alta energía
Con lo cual los iones sodio salen fuera de la célula y
los iones potasio entran en ella

28. IMPORTANCIA DE LA BOMBA
SODIO-POTASIO


Controlar el volumen de todas las células
Sin la función de esta bomba, la mayor parte
de las células del cuerpo se hincharían hasta
explotar

29. NATURALEZA ELECTROGENA DE LA
BOMBA SODIO-POTASIO

Con la bomba sodio-potasio se desplazan tres
iones sodio hacia el exterior por cada dos
iones potasio hacia el interior. Esto genera
positividad en el exterior y negatividad en el
interior

Por tanto, la bomba sodio-potasio es
electrógena porque genera un potencial
eléctrico a través de la membrana celular

30. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO

Cuando se produce el transporte activo de
sodio hacia fuera de la célula, la energía de
difusión del sodio le permite arrastrar otras
sustancias junto con él. Este fenómeno se
denomina cotransporte que es una forma de
transporte activo secundario

31. COTRANSPORTE



Para que el sodio arrastre otra sustancia con él es
necesario un mecanismo de acoplamiento, mediante
una proteína transportadora
El transportador actúa como punto de unión tanto
para el sodio como para la sustancia que se va a
cotransportar
Una vez que los dos están unidos el gradiente de
energía del ión sodio hace que este ión y la otra
sustancia sean transportados juntos hacia el interior
de la célula

32. COTRANSPORTE DE GLUCOSA
CON EL SODIO

Cuando el sodio y la glucosa se han unido a la
proteína de transporte, se produce
automáticamente el cambio de configuración,
y tanto el sodio como la glucosa pasan
simultáneamente al interior de la célula

33. COTRANSPORTE DE LOS
AMINOACIDOS CON EL SODIO


Se produce de la misma manera que el de la
glucosa, con la salvedad de que se emplea una
clase distinta de proteína de transporte
Se conocen cinco proteínas transportadoras de
aminoácidos, y cada una de ellas efectúa el
transporte de un grupo de aminoácidos que
tiene ciertas características moleculares

34. CONTRATRANSPORTE


El ión sodio se une a la proteína transportadora en la
cara externa de la membrana celular, mientras que la
sustancia que va a ser contratransportada se coloca
en la cara interna de la membrana
Conseguido esto, vuelve a producirse un cambio de
configuración (mientras la energía del ión sodio se
desplaza hacia el interior), lo que da lugar a que la
otra sustancia salga fuera de la célula

35. CONTRATRANSPORTE DEL CALCIO

Tiene lugar en la mayoría de las membranas
celulares, donde los iones de sodio entran y
los de calcio salen de la célula, uniéndose
ambos a la misma proteína transportadora.

36. COTRANSPORTE DE HIDROGENO

Se produce especialmente en el túbulo
proximal renal, donde los iones de sodio
abandonan la luz tubular y pasan al interior de
las células tubulares, mientras los
hidrogeniones son contratransportados hacia
la luz

37. TRANSPORTE ACTIVO A TRAVES DE
CAPAS CELULARES



El mecanismo básico para el transporte de una
sustancia a través de una lámina celular es:
1) Transporte activo a través de la membrana
celular de un polo de las células y
2) Difusión simple o difusión facilitada a
través de la membrana del polo opuesto de la
célula

38. SITIOS DONDE SE PRODUCE

El transporte de este tipo se produce a través
de:
Epitelio intestinal
Epitelio de tùbulos renales
Epitelio de las glándulas exócrinas
Epitelio de la vesícula biliar
Membrana del plexo coroideo del cerebro

39. 
A través de este mecanismo:
Se absorben los nutrientes, iones y otras
sustancias hacia la sangre desde el intestino
Algunas sustancias se reabsorben desde el
filtrado glomerular por los túbulos renales

40. La
dulzura de la
amistad fortalece el
ánimo
Pr. 27:9