TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR

Introducción

Compartimientos Acuosos separados por Barreras

Biológicas

Organelos selectivos, autocatalíticos, autoreproductivos,

competitivos, adaptativos...

Clasificación

Membranas Epiteliales (Compartimiento introvascular, tubo

digestivo, aparato respiratorio, tubos renales...)

Membranas Celulares (Compartimiento intracelular)

Membrana Celular

Lípidos (30 a 40%)

Fosfolípidos

Colesterol

Glicolípidos

Otros lípidos

Proteínas (60 a 70%)

Integrales

Periféricas

Glúcidos (7 %)

Oligosacáridos

Alta

Baja

Modelo del Mosaico Fluido (1978)

Marco Estructural...

El marco estructural de las membranas

biológicas es debido principalmente a los

fosfolípidos .

Propiedad Polar

Propiedad NO Polar

Moléculas Anfipáticas

Cabeza > > Cola

Capacidad de Agregación Espontánea...

Cabeza Cola

Cabeza < < Cola

Propiedades de la Membrana

Movimiento de FofsoL

Naturaleza de los Lípidos. Insaturados

de cadena corta favorece la fluidez

El colesterol endurece las membranas,

dándoles rigidez disminuyendo su

fluidez.

Temperatura.

Fluidez – Movilidad

aD

kT

6

T : Temperatura

D : Coeficiente de difusión

Propiedades de la Membrana

Viscosidad (Fluido Real)...

a

kTD

6

D

1

Diferente composición de lípidos en cada monocapa.

La migración de lípidos a través de la bicapa Le confiere

carácter vectorial a la membrana

Capa externa: Fosfolípido: fosfatidilcolina

Propiedades de la Membrana

aSiMeTrÍa...

Controlar el paso de sustancias a través de la membrana

Fácilmente

Lentamente

No pueden pasar

Esta selectividad depende de las interacciones moleculares que se presentan entre los componentes de la membrana y las sustancias que intentan pasar a través de ella.

Propiedades de la Membrana

Permeabilidad Selectiva...

MECANISMOS DE TRANSPORTE

Transporte Pasivo

Transporte Activo

• Natural

• Equilibrio

Gradiente

Se

necesita

energia

En contra del

gradiente

LIQUIDOS

PARTÍCULAS

P: Gradiente de Presión

Osmolaridad :Gradiente Osmótico

Neutras: C: Gradiente de [ C ]

Cargadas: V: Gradiente eléctrico

Ej: Bombas de sodio y potasio

1. Transporte Pasivo

2. Transporte Activo

NaturalEquilibrio

A Favor del Gradiente

LIQUIDOS: Gradientes de: Presión, Osmótico

PARTÍCULAS: Neutras: Gradiente Químico

Cargadas: Gradiente Eléctrico

En contra del

gradiente

A partir de la Energía Libre de Gibbs

A partir de la Energía Metabólica (ATP)

Se necesita energía Extra

Mecanismos de Transporte

Mecanismos de Transporte

Transporte Pasivo...

En sistemas a presión y temperatura constantes, los cambios

espontáneos (movimientos) sólo se producen a partir de estados

de mayor energía de Gibbs, llegándose al equilibrio

termodinámico cuando se iguala la energía libre de Gibbs de los

componentes del sistema.

Difusión Simple

Difusión Facilitada

Canales

Transportadores

LÍQUIDOS:

l

PrNJ

8

2

FlujoN : número de poros por unidad de árear: radio del porol: espesor de la membrana

Mecanismos de Transporte

T.Pasivo – Difusión Simple...

SOLUTOS NEUTROS:

CAPJ ss x

CADJ ms

Ley de Fick

Sangre

(arteria)

Sangre

(vena)

Solución

de diálisis

Diálisis Extracorpórea

• Filtración: pasaje neto de fluido a través deuna membrana impulsado por un gradiente depresión hidrostática.

• Diálisis: filtración a través de una membrana conpropiedades que permiten el paso de pequeñossolutos pero detienen el paso de macromoléculas.

Líquidos: ósmosis

Hemólisis

AQP4(MIWC):

Ubicación:• Células Epiteliales del estómago.

• Conductos excretores de glándula salival y

lacrimal

Caracterísiticas:• Insensible a mercurio.

• Célula Osmoreceptora

Acuaporinas

Transporte de agua

Transporte Pasivo - Solutos

Neutros: Gradiente de [C]

CAPJ ss x

CADJ m

s

• Gases

• Transportadores

D

lt

2

_2

Mecanismos de Transporte

T. Pasivo – Difusión Simple...GASES:

Transporte Pasivo - Solutos

Cargados : Gradiente Eléctrico

AVPJ ionion

Bicapa cargada

Iones (V)

Moléculas no

Solubles (C)

Mecanismos de Transporte

T. Pasivo – Difusión Facilitada...La molécula a transportar es poco permeable oimpermeable en la Membrana, pero existe otraestructura que facilita su paso...

Canales

Dependientes de Voltaje

Dependientes de Ligando

Dependientes de efectos mecánicos (Presión)

Mixtos

Transportadores

Unico

Acoplados

Mecanismos de Transporte T. Pasivo – Difusión Facilitada - Canales...

Mecanismos de Transporte T.Pasivo–Difusión Facilitada-Transportadores

LÍQUIDOS:

Canales de Agua: Acuaporinas

Mecanismos de Transporte

SOLUTOS CARGADOS: Canales iónicos

T.Pasivo–Difusión Facilitada

IONES [C] intra [C] extra

Na+ 15mM 145 mM

K+ 150mM 4mM

Cl- 5mM 120 mM

Ca2+ 10-7m 2mM

Bicapa polarizada

VzFC

CRTG

2

1ln

Solutos Cargados :

Gradiente de concentración

Gradiente Eléctrico

A Favor del Gradiente electroquímico

Mecanismos de Transporte T.Pasivo–Difusión Facilitada

Mecanismos de Transporte Transporte Activo...

Movimiento de moléculas en contra del gradiente químico,

eléctrico, electroquímico.

Gasto Adicional de Energía: Metabólica (ATP)

Ej: Bomba Na+/K dependiente de ATP

Diferencias entre los mecanismos de transporte

Mecanismos de Transporte en Barreras epiteliales

Movimiento de agua Gradiente

Ausencia

Pl

rNJ

8

2

)( 12 MMRT Proteínas plasmáticas que no atraviesan la

pared capilar, mueven agua desde el espacio intersticial hacia los

vasos sanguíneos.

Transporte activo de Sodio Transepitelial

Se asocian al transporte de Na+ una serie demecanismos de trasporte por arrastre.

Sales como el bicarbonato de sodio y Cloruro de sodio.

Aminoácidos por mecanismo de cotransporte.

Azúcares por mecanismo de cotransporte.

Agua por vías paracelular o vía transcelular.

Diferencias entre los dos tipos de transporte