membrana

FISIOLOGÍA

CARRERAS DE BIOQUÍMICA Y DE OPTICA

Seminario: Transporte a través de las membranas


Temario:

Tipos de transporte a través de la membrana. Endocitosis, exocitosis y fagocitosis. Transportes mediados y no mediados, transportes activos y pasivos. Concepto de gradientes químico y eléctrico. Difusión simple, leyes de Fick. Transporte a través de canales iónicos. Difusiónfacilitada. Transporte activo 1rio y 2rio.
Bibliografía: cap 3 de Johnson* (Membrane transport), cap 2 de C-H (“Transportadores de membrana”).

Apunte sobre algunos temas de trasporte:

Las células mantienen estables concentraciones desiguales de distintos iones (K+, Na+, Cl-, Ca2+, CO3H-) adentro y fuera de las mismas gracias a un constante gasto de energía metabólica obtenida por la hidrólisisde ATP. Las bombas ATPasas son las encargadas de mantener este estado de desequilibrio estacionario.
Las concentraciones iónicas típicas en el espacio intersticial (extracelular) y en el espacio intracelular para una célula de mamífero son:


Ión
Intracelular mM
Intersticial mM
Pot.equil. (mV)
(Ex)
Fuerza impul-sora (mV)
Na+
10
145


K+
159
4.1


Cl-
3
113


H+
0.00010.00004


Ca2+
0.0001
2.4


CO3H-
7
27


(los valores de concentración de iones están tomados de la tabla ubicada en la pág. 478 del libro de Cingolani-Houssay, 7ma. Edición; se tomaron para el extracelular los valores de concentración en el líquido intersticial).

Por otro lado las membranas biológicas presentan diferente permeabilidad para los distintos iones y sustanciashidrofílicas. La permeabilidad depende de varios factores, en particular de la presencia de canales iónicos y transportadores de membrana que permiten el flujo de iones a través de la misma. Las diferencias de concentraciones iónicas y las distintas permeabilidades de la membrana plasmática dan origen al potencial de membrana (Vm) que es un potencial de difusión que genera una diferencia de potencialeléctrico de valor negativo en el interior de la célula con respecto al exterior.

Potencial de equilibrio:

El flujo de iones a través de la membrana celular estará determinado por el gradiente químico, por el Vm y por la carga del ion. La ecuación de Nernst establece el valor de potencial eléctrico que genera un gradiente de concentración de un ion a los lados de una membrana permeable al mismo. Esun potencial de equilibrio porque el flujo generado por la diferencia de concentraciones produce una diferencia de potencial eléctrico que se contrapone al mismo produciendo que no haya flujo neto hacia ningún lado de la membrana, es decir hay una situación de equilibrio electroquímico constante en el tiempo. Para un ion “x”:

Ex = RT/zF . ln [Ce]/[Ci] (El producto RT/F a 37 ºC vale 0,0264volt o 26.4 mV)

Si se lo desea expresar como log decimal:
Ex = 26.4 mV x log [Ce]/[Ci]x ln 10
Ex =26.4 mV x log [Ce]/[Ci]x 2.303
Ex =26.4 x 2.303 mVx log [Ce]/[Ci]

Ex= 60.8 mV x log [Ce]/[Ci]

Flujos iónicos:

A partir de lo dicho anteriormente intentaremos hacer un análisis de los flujos iónicos en una célula.
Para esto consideraremos que el potencial de membrana es de –90 mV. Unmecanismo sencillo para determinar como será el flujo de un ion a través de la membrana plasmática es determinar la fuerza impulsora para ese ion: mediante la ecuación de Nerst se calcula el valor de potencial de equilibrio para ese ion, y luego se compara con el valor del potencial de membrana de la célula. Se calcula la diferencia ( Vm – Ex ) y su valor dará el valor de la fuerza impulsora:fuerza impulsora para la especie cargada x = (Vm – Ex)

Cationes
con valores NEGATIVOS de fuerza impulsora: tenderán a entrar a la célula.
con valores POSITIVOS de fuerza impulsora: tenderán a salir de la célula.
Aniones
con valores NEGATIVOS de fuerza impulsora: tenderán a salir de la célula.
con valores POSITIVOS de fuerza impulsora: tenderán a entrar la célula.

Finalmente con el...