5/9/2018 practicadefisio1-slidepdf.com http://slidepdf.com/reader/full/practica-de-fisio-1 1/27 INTRODUCCIÓN Las membranas confieren a las células su individualidad al separarlas de las demás y de su medio circundante y les permiten regular la entrada y salida de solutos como iones, gases, nutrientes, desechos, etc. dependiendo las necesidades de la célula para mantener su homeostasis y volumen para esto deben encontrarse en estado fluido; están constituidas por una bicapa lipídica, en la cual se insertan proteínas en proporción variable que pueden ser periféricas o integrales, también hidratos de carbono asociados a lípidos o proteínas, siempre orientados hacia la fase externa. El transporte de solutos a través de la membrana depende de varios factores tales como su polaridad, tamaño y su carga, las sustancias apolares difunden a través los lípidos, los iones no atraviezan los lípidos. Existen diferentes tipos de transporte, los cuales son: Transporte activo: proteínas mediadores que facilitan el paso, éste utiliza energía metabólica, va en contra de un gradiente de concentración, es saturable, es veloz, y con especificidad química Transporte pasivo: éste utiliza poca energía, va a favor de un gradiente de concentración, no necesita de acarreadores, no se satura, es poco veloz y no es específico. Difusión simple: sigue la ley de Fick, y depende del coeficiente de partición que es la relación de solubilidad en aceite con respecto a agua de una sustancia, si es mayor tiene mayor velocidad de difusión. Difusión facilitada; las proteínas forman canales llenos de agua por donde pueden pasar sustancias polares o cargadas eléctricamente que no atraviesan la capa de fosfolípidos. Ósmosis: paso del agua hacia donde hay mayor concentración de solutos por medio de acuaporias; sigue la expresión de Van´t Hoff para determinar la presión osmótica y que se expresa en osmoles. La presión osmótica es la que se genera por la atracción del agua hacia los iones en la solución. p = GCRT G:partículas osmoticamente activas, C: concentración molar, R:cte de los gases ideales 0.082 Latm/molK, T:temperatura absoluta (37º C = 310.15K) - Transporte en masa: Por medio de la formación de vesículas; Endocitosis, Fagocitosis, Pinocitosis, Exocitosis Esquema de una membrana celular, según el modelo del mosaico fluido.
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Las membranas confieren a las células su individualidad al separarlas de las demás y de su medio
circundante y les permiten regular la entrada y salida de solutos como iones, gases, nutrientes,
desechos, etc. dependiendo las necesidades de la célula para mantener su homeostasis y volumen
para esto deben encontrarse en estado fluido; están constituidas por una bicapa lipídica, en la cual
se insertan proteínas en proporción variable que pueden ser periféricas o integrales, también
hidratos de carbono asociados a lípidos o proteínas, siempre orientados hacia la fase externa. El
transporte de solutos a través de la membrana depende de varios factores tales como su
polaridad, tamaño y su carga, las sustancias apolares difunden a través los lípidos, los iones no
atraviezan los lípidos. Existen diferentes tipos de transporte, los cuales son:
Transporte activo: proteínas mediadores que facilitan el paso, éste utiliza energía metabólica, vaen contra de un gradiente de concentración, es saturable, es veloz, y con especificidad química
Transporte pasivo: éste utiliza poca energía, va a favor de un gradiente de concentración, no
necesita de acarreadores, no se satura, es poco veloz y no es específico.
Difusión simple: sigue la ley de Fick, y depende del coeficiente de partición que es la relación de
solubilidad en aceite con respecto a agua de una sustancia, si es mayor tiene mayor velocidad de
difusión.
Difusión facilitada; las proteínas forman canales llenos de agua por donde pueden pasar sustancias
polares o cargadas eléctricamente que no atraviesan la capa de fosfolípidos.
Ósmosis: paso del agua hacia donde hay mayor concentración de solutos por medio de acuaporias;
sigue la expresión de Van´t Hoff para determinar la presión osmótica y que se expresa en osmoles.
La presión osmótica es la que se genera por la atracción del agua hacia los iones en la solución.
p = GCRT G:partículas osmoticamente activas, C: concentración molar, R:cte de los gases ideales
0.082 Latm/molK, T:temperatura absoluta (37º C = 310.15K)
- Transporte en masa: Por medio de la formación de vesículas; Endocitosis, Fagocitosis, Pinocitosis,
Exocitosis
Esquema de una membrana celular, según el modelo del mosaico fluido.
Ahora bien, sabemos que el proceso de osmosis es un transporte pasivo, mediante el cual, un
disolvente - el agua en el caso de los sistemas biológicos - pasa selectivamente a través de una
membrana semi-permeable y si la concentración de agua es mayor (o lo que es lo mismo la
concentración de solutos menor) de un lado de la membrana es mayor que la del otro lado, existe
una tendencia a que el agua pase al lado donde su concentración es menor. En este caso
observamos que en el tubo que tenía suspensión de glóbulos rojos y agua destilada donde laconcentración de agua es mayor, el agua atrviesa la membrana semi-permeable con lo que los
eritrocitos se hinchan y estallan, a lo cual se le conoce como hemolisis.
La imagen de la izquierda representa el tubo de ensayo con NaCl y la solución de globulos rojos
después de haber transcurrido 23 sgundos; la imagen de la derecha representa el tubo de ensayo
con agua destilada y con la suspensión de globulos rojos.
Actividad osmótica de sustancias no difusibles.
Tabla #1.1
|NaCl |ml de NaCl 0.15 M |ml de H2O destilada |Concentración final
|Osmolaridad |
|1 |5 |0 |.15 |289.599 mOsmol |
|2 |4 |1 |.12 |231.679 mOsmol |
|3 |3 |2 |.09 |173.759 mOsmol |
|4 |2 |3 |.06 |115.839 mOsmol |
|5 |1 |4 |.03 |57.9198 mOsmol |
En los 5 tubos de NaCl observamos que la hemolisis ocurrio primero en el tubo # 5, y en los demás
tubos la hemolisis tardo más, lo cual tiene una explicación si observamos la siguiente tabla la cual
expone que tipo de solución corresponde a cada tubo. Con la siguiente tabla podenos explicar y
sustentar que la hemólisis ocurrio primero en el tubo 5, ya que la solución es hipotónica, lo cual
nos indica que la concentración de soluto es baja y dado que la membrana celular es semi-
permeable, sólo el agua puede atravesarla; al ser la concentración de agua mayor en la solución
hipotónica, el agua entra en el hematíe con lo que este se hincha, pudiendo eventualmente
estallar (este fenómeno se conoce con el nombre de hemolisis.
|NaCl |Concentración final |Cálculos |Resultados |Tipo de
solución |
|1 |.15 |.15x2x1000 |300 |Isotónica |
|2 |.12 |.12x2x1000 |240 |Hipotónica |
|3 |.09 |.09x2x1000 |180 |Hipotónica |
|4 |.06 |.06x2x1000 |120 |Hipotónica |
|5 |.03 |.03x2x1000 |60 |Hipotónica |
Tabla# 1.2
|CaCl2 |ml de CaCl2 0.15 M |ml de H2O destilada |Concentración final
|Osmolaridad |
|1 |5 |0 |.15 |418.309mOsmol |
|2 |4 |1 |.12 |334.647 mOsmol |
|3 |3 |2 |.09 |250.985 mOsmol |
|4 |2 |3 |.06 |167.323 mOsmol |
|5 |1 |4 |.03 |83.6619 mOsmol |
En los 5 tubos de CaCl2 observamos que la hemolisis ocurrio primero en el tubo # 5, y en los
demás tubos la hemolisis tardo más, lo cual tiene una explicación si observamos la siguiente tabla
la cual expone que tipo de solución corresponde a cada tubo. Con la siguiente tabla podenosexplicar y sustentar que la hemilisis ocurrio primero en el tubo 5, ya que la solución es hopotónica
lo cual nos indica que a concentración de agua es más alta lo cual explica que una celula en un
ambiente hipotonico se hincha con el agua y explota, a lo cual se le denomina hemolisis. Ahora
bien, observando la siguiente tabla podemos darnos cuenta de que la henolisis solo se podra dar
en los tubos 3, 4 y 5 porqué las soluciones de los estos tubos son hipotónicas.
Al colocar 5 ml de alcohol metílico, alcohol etílico y de alcohol propílico y 5 gotas de la suspensión
de glóbulos rojos en tres tubos de ensayo respectivamente se observo como cambio rápidamente
la suspensión de turbia a cristalina. En la siguiente tabla se observa el tiempo que tardo cada uno
de los tubos en cambiar de turbia a transparente, dado a que la velocidad a la que atraviesa lamembrana celular aumenta mientras mayor sea el peso molecular y la longitud de la cadena de
átomos de carbono de la sustancia, lo cual lo podemos comprobar observando la siguiente tabla y
las estructuras de los alcholes empleados, ya que si observamos el efecto se observo primero en
el alcohol metilico que si lo comparamos con los otrops 2 alcoholes tiene menor peso molecular y
forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el
gradiente de concentración exterior --> interior favorece la difusión de la glucosa.
La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:
del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana
del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana
de la rápidez con que estas proteínas hacen su trabajo
Transporte activo
El transporte activo requiere un gasto de energía para transportar la molécula de un lado al otro
de la membrana, pero el transporte activo es el único que puede transportar moléculas contra un
gradiente de concentración, al igual que la difusión facilitada, el transporte activo esta limitadopor el numero de proteínas transportadoras presentes.
Son de interés dos grandes categorías de transporte activo:
primario y secundario.
El transporte activo primario
El transporte activo primario usa energía
(generalmente obtenida de la hidrólisis de ATP),
a nivel de la misma proteína de membrana produciendo un cambio conformacional que resulta en
el transporte de una molécula a través de la proteína.
El ejemplo mas conocido es la bomba de Na+/K+.
La bomba de Na+/K+ realiza un contratransporte("antiporte")
transporta K+ al interior de la célula y Na+ al exterior de la misma, al mismo tiempo, gastando enel proceso ATP.
Utiliza la energía para establecer un gradiente a través de la membrana celular, y luego utiliza ese
gradiente para transportar una molécula de interés contra su gradiente de concentración.
Un ejemplo de ese mecanismo es el siguiente:
Escherichia coli establece un gradiente de protones (H+) entre ambos lados de la membrana
utilizando energía para bombear protones afuera de la célula.
Luego estos protones se acoplan a la lactosa a nivel de la lactosa-permeasa (otra proteína de
transmembrana), la lactosa permeasa usa la energía del protón moviéndose a favor de su
gradiente de concentración para transportar la lactosa dentro de la célula.
Este transporte acoplado en la misma dirección a través de la membrana celular se denomina
cotransporte (simporte). Escherichia coli utiliza este tipo de mecanismo para transportar otros
azucares tales como ribosa y arabinosa, como así también numerosos aminoácidos.
2. ¿Por qué cuando hay hemólisis la solución de glóbulos rojos pasa de turbia a transparente?
Cuando la solución se encuentra turbia, es debido a que los glóbulos rojos (eritrocitos) aun se
encuentran aglomerados y en su forma de discos bicóncavos conteniendo hemoglobina, pero al
ocurrir la hemólisis, estos se hinchan adquiriendo una apariencia esférica en vez del discoidal y
eventualmente pierden su hemoglobina. A su vez, la hemoglobina de los eritrocitos hemolizados
se disuelve en la solución tiñéndola de rojo.
3. Razone las causas por la que diferentes sustancias no difusibles requieren de diferentes
concentraciones para producir el mismo efecto osmótico.
Debido a la osmolaridad de las sustancias fuera y dentro de la célula, es decir que, a mayor
diferencia de osmolaridad entre los medios intra y extracelular, se tendrá un efecto osmótico mas
notable que cuando se tiene una diferencia de osmolaridad extra-inter celular menor.
Otra razón a la que se debe este efecto es a la presión osmótica que presenta una solución conrespecto al medio interno de la célula, teniendo que a una menor presión osmótica el efecto
osmótico será menor y será del exterior al interior; se dará en mayor proporción cuando exista
una presión osmótica mayor y será del interior al exterior.