MEMBRANA Y TRANSPORTE Composición de la membrana

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Por ej: el caso del transportador NCx (sodio,calcio), generalmente el sodio quiere entrar y voy a aprovechar el cambio estructural que genera la fuerza motriz que ocupa el sodio para sacar un calcio.

Ambos transportes activos tienen un flujo máximo el cual depende de los números de transportadores y de hecho puede intercambiar las concentraciones (romper el equilibrio de las concentraciones).

- Osmosis: difusión neta del agua desde una región de mayor concentración de agua a una concentración menor de agua. Pasa selectivamente a través de una membrana semi-permeable, ya que permite el paso del agua por difusión pero no la de iones y otros materiales. Modifica los volúmenes.

Isotónica: la concentración de agua de esta solución es la misma que la del interior de la célula.

Hipotónica: mayor concentración de soluto en el medio interno en relación al medio citoplasmático de la célula, el agua ingresa a la celula y puede llegar a estallar, a esto se le llama hemolisis

Hipertónica: mayor concentración de soluto en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua, produciéndose el fenómeno de crenación (la célula se arruga)

Por lo tanto donde se encuentre mayor cantidad de soluto es adonde se dirige el agua.

POTENCIALES DE MEMBRANA

Gradiente químico: Dos ambientes con distintas concentraciones químicas. Paso de un soluto no electrolito a través de una membrana permeable desde una zona de alta concentración hacia una zona de baja concentración. (Se refiere a la cantidad de concentración que hay en cada lado)

Gradiente eléctrico: Se refiere a la cantidad de cargas que hay en cada lado, ya que su concentración es la misma.

Gradiente electroquímico: Paso de un electrolito a través de una membrana permeable dictado por el gradiente químico y el gradiente eléctrico. El movimiento termina cuando la gradiente de energía electroquímica es cero, es decir cuando se llega al equilibrio electroquímico, aqui hay un pequeño flujo de iones, en donde una cantidad de iones sale y entra, pero ninguno de los dos sistema gana concentración. (Diferencias en cantidad de cargas y concentración)

- Potencial de membrana

Diferencia de carga en el interior de la célula comparado con el exterior.

Suele ser el potencial del interior más negativo que el exterior

La membrana es impermeable a los iones en solución, sus canales son cerrados.

- Potencial de membrana en reposo (Em)

El potencial de reposo es influenciado por la gradiente de concentración y la diferencia de voltaje a través de la membrana.

Es decir, depende de:

• La diferencia de concentración de los iones a través de la membrana.

• Permeabilidad de la membrana a esos iones.

Dato: En una neurona de mamífero es cercano a (-70) – (-90) mV.

Ecuación de Nernst: me permite saber con exactitud que potencial eléctrico anula el potencial químico de la diferencia de iones a través de una membrana. Calcula el valor del equilibrio teórico, y nos dice hacia donde se puede mover el ion.

Pregunta de solemne: si se pincha una célula por dentro y por fuera, siendo las concentraciones de potasio 4,5 extracelular y 155 intracelular y se ve que el potencial de membrana es -80 ¿hacia dónde va el potasio? Para afuera, el gradiente eléctrico trata de contraponerse al gradiente químico, pero no lo alcanza ya que no está en equilibrio.

El valor de la membrana real (-72 mV) difiere del valor teórico, la pila que es la célula no solo depende del equilibrio o del flujo de un solvente, si no que depende de varios solventes.

El potencial de membrana real en reposo de un sistema en el que participan más de un ion permeable, se calcula aplicando la ecuación de Goldman-Hodking-Katz, que tiene en cuenta las permeabilidades y concentraciones de varios iones, esto significa que los iones no están aislados en ambos medios completamente, si no que tienen alguna capacidad de paso la cual permite que se genere un potencial eléctrico, esto significa que hay canales incluso en estado de reposo.

Canales de fuga: canales que están abiertos siempre, aun cuando la membrana este en reposo. Permiten la movilidad del ion a través de la membrana.

El potasio tiene 25 veces más canales de fuga que el sodio en estado de reposo, por lo tanto el potasio es 25 veces más permeable que el sodio en estado de reposo para la célula. Podemos afirmar que el equilibrio de membrana es -72 mV, y que el potasio es el ion más importante para el voltaje de la membrana en estado de reposo.

Cuando la célula está excitada, a las permeabilidades dadas por los canales de fuga se agregan las permeabilidades dadas por los canales dependientes de voltaje.

La celula también pueden estar en un estado de potencial de acción, esto significa que las permeabilidades pueden cambiar, y si bien la permeabilidad para potasio es la mayor en estado de reposo por los canales de fuga, ciertos eventos como por ejemplo el neurotransmisor, un estímulo eléctrico, o un estímulo mecánico pueden abrir nuevos canales que se encontraban en su conformación cerrada y cuando esos canales se abren las permeabilidades cambian, este es el caso del potencial de acción.

Por ej: tengo un estado potencial de membrana en reposo negativo y súbitamente la permeabilidad del sodio empieza a ascender, esto ocurre porque los canales se abren y el sodio empieza a ingresar arrastrando su carga positiva, provocando que la membrana se empiece a volver positiva también.

El equilibrio de reposo para el sodio es +66,5 mV, y el valor de equilibrio de la membrana solo llega a +30 ¿Por qué no sigue subiendo hasta el equilibrio del sodio? Porque llega un momento en que la permeabilidad potasio se vuelve máxima y se saturan los canales (no hay más canales, no puede haber más permeabilidad).

Si se da un estímulo para la apertura de ambas familias de canales (sodio y potasio) en el mismo momento podemos ver que el sodio es mucho más rápida, esto ocurre por la proteína que forma el canal de sodio. En cambio el potasio es mucho más