Dinamica Molecular

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ENERGÍA Y FÍSICA

Biofísica

BIOELECTRICIDAD
La bioelectricidad se estudia desde dos puntos de vista:
a) Como la fuente de energía eléctrica en el interior de las células
b) Como la corriente electrolítica (o corriente iónica) debido a los campos
eléctricos en el exterior de la célula.
Los líquidos intra y extracelular no tienenla misma composición, sus
concentraciones son distintas, tal como se indica en la siguiente tabla.
IÓN

CONCENTRACIÓN (mol/m3)
Líq. Extracelular Líq. Intracelular

Na+
K+
Cl(otros)-

145
4
120
29

12
155
4
163

Las células son las fuentes fundamentales de los potenciales bioeléctricos,
entendiéndose como tales a las diferencias de potencial existentes entre el interior
yexterior de la célula.

1. BOMBA SODIO-POTASIO
La bomba sodio-potasio es una proteína de membrana fundamental en la fisiología de
las células que se encuentra en todas nuestras membranas celulares. Su función es el
transporte de los iones inorgánicos más importantes en biología (el sodio y el potasio)
entre el medio extracelular y el citoplasma, proceso fundamental en todo el reino animal.Na+-K+-ATPasa.

Descubrimiento
Esta proteína la caracterizó el danés Jens Skou por casualidad en los años 50´, y por ello
recibió el premio Nobel en 1997. Desde entonces la investigación ha determinado muchos
de los aspectos tanto de la estructura y funcionamiento de la proteína, como de su función
en la fisiología, de tremenda importancia en medicina.

Lic. CHRISTIAN PUICAN FARROÑAY

1UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ENERGÍA Y FÍSICA

Biofísica

Funcionamiento y estructura
Estructura proteica
La bomba sodio potasio ATP(adenin-tri-fosfatido) es una proteina transmembrana que
actúa como un transportador de intercambio antiporte (transferencia simultánea de dos
diferentes direcciones) que hidroliza ATP. Es una ATPasa de transporte tipo P, esdecir,
sufre fosforilaciones reversibles durante el proceso de transporte. Está formada por dos
subunidades, alfa y beta, que forman un tetrámero integrado en la membrana. La
subunidad alfa está compuesta por ocho segmentos transmembrana y en ella se encuentra
el centro de unión del ATP que se localiza en el lado citosólico de la membrana. También
posee dos centros de unión bilaterales alextracelulares y tres centros de unión al
intracelulares que se encuentran accesibles para los iones en función de si la proteína está
fosforilada. La subunidad beta contiene una sola región helicoidal transmembrana y no
parece ser esencial para el transporte ni para la actividad.

Funcionamiento
El funcionamiento de la bomba electrogénica de Na+/ K+(sodio-potasio) , se debe a un
cambio deconformación en la proteína que se produce cuando es fosforilada por el ATP.
Como el resultado de la catálisis es el movimiento transmembrana de cationes, y se
consume energía en forma de ATP, su función se denomina transporte activo. La demanda
energética es cubierta por la molécula de ATP, que al ser hidrolizada, separa un grupo
fosfato, generando ADP y liberando la energía necesaria para laactividad enzimática. En
las mitocondrias, el ADP es fosforilado durante el proceso de respiración generándose un
reservorio continuo de ATP para los procesos celulares que requieren energía. En este
caso, la energía liberada induce un cambio en la conformación de la proteína una vez
unidos los tres cationes de sodio a sus lugares de unión intracelular, lo que conlleva su
expulsión al exterior dela célula. Esto hace posible la unión de dos iones de potasio en la
cara extracelular que provoca la desfosforilación de la ATP, y la posterior traslocación para
recuperar su estado inicial liberando los dos iones de potasio en el medio intracelular.

Los procesos que tienen lugar en el transporte son:
1. Unión de tres Na+ a sus sitios activos.
2. Fosforilación de la cara citoplasmática de...