Transporte Pasivo

Transporte pasivo

• a)difusión simple:• a.1) difusion simple atraves de la bicapa.

Pasan así sustancias lipìdicas como las hormonas esteroideas, los fármacos liposolubles y los anestésicos, como el éter. También sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico y algunas moléculas polares muypequeñas como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina.a.2)difusión a través de canales protéicos.

• Se realiza a través de proteínas canal. Proteínas que forman canales acuosos en la doble capa lipídica. Pasan así ciertos iones, como el Na+ , el K+ y el Ca+.

• b) difusión facilitad:• Algunas moléculas son demasiado grandes como para

difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Esta sustancias, pueden atravesar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteina transportadora.  La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple.

DIFUSION FACILITADA• La difusión facilitada utiliza canales

(formados por proteínas de membrana) para permitir que moléculas cargadas (que de otra manera no podrían atravesar la membrana) difundan libremente hacia afuera y adentro de la célula. Estos canales son usados sobre todo por iones pequeños tales como K+, Na+, Cl-.

• La velocidad del transporte facilitado esta limitado por el numero de canales disponibles (ver que la curva indica una "saturación") mientras que la velocidad de difusión depende solo del gradiente de concentración.

Transporte activo primario• El sodio se une a su centro de unión en

la zona interna de la proteína transportadora. Después se produce la hidrolisis del ATP dando ADP fósforo, donde el grupo fosfato queda unido a la proteína y produce la activación de esta. Esta fosforilación de la proteína provoca un cambio de conformación de la proteína transportadora de manera que se libera el sodio cara el exterior. Ahora el centro de unión quieta libre para el potasio. La unión del potasio extracelular desencadena la liberación del grupo fosfato, se produce entonces la desfosforilación de la proteína transportadora. De esta forma la proteína transportadora retoma su conformación original descargando el potasio cara el interior celular.

Transporte activo secundario

• La bomba de sodio/potasio mantiene una importante diferencia de concentración de Na+ a través de la membrana. Por consiguiente, estos iones tienen tendencia a entrar de la célula a través de los poros y esta energía potencial es aprovechada para que otras moléculas, como la glucosa y los aminoácidos, puedan cruzar la membrana en contra de un gradiente de concentración. Cuando la glucosa cruza la membrana en el mismo sentido que el Na+, el proceso se llama Symporte o cotransporte ; cuando los hacen en sentido contrario, el proceso se llama Antiporte o contratransporte

Canal iónico de potasio• Cuando se abre el canal de potasio el

potencial de la membrana se hace más negativo (hiperpolarización).

• El potasio está más concentrado en el interior de la célula, por ese motivo cuando se abren canales de potasio este ion tiende a salir por gradiente de concentración. Esto extrae cargas eléctricas positivas del interior de la célula, y deja el potencial de ésta más negativo. El potencial de equilibrio del potasio es de aproximadamente –100 mV, y cuando aumenta la permeabilidad a este ión el potencial de la membrana se acerca a este potencial de equilibrio.

Canal iónico de sodio• La apertura del canal de sodio lleva el

potencial de membrana a un valor muy positivo (+66 mV). El sodio tiende a entrar en la célula por gradiente de concentración y por atracción electrostática, con lo que introduce en la célula cargas positivas y produce despolarización. Durante el potencial de acción, la apertura de los canales de sodio dependientes de voltaje hace que el potencial de la membrana se haga positivo (+30 mV), aunque en este caso queda algo más bajo que el potencial de equilibrio del sodio, porque los canales están abiertos durante un tiempo muy corto y no da tiempo a que se equilibren las cargas.

Síntesis de ATP (glucolisis)

• Es un proceso independiente de la presencia de oxígeno, aunque algunas de las reacciones posteriores que sufre el pirúvico si dependen de oxígeno.

• La glucólisis comprende dos etapas, cada una de ellas compuesta por 5 reacciones:

• La primera etapa comprende las primeras cinco reacciones, en las cuales la molécula de glucosa inicial se transforma en dos moléculas de 3-fosfogliceraldehido o gliceraldehido-3-fosfato. Se trata de una fase que se suele llamar fase preparativa, donde la glucosa se va a romper en dos moléculas de 3 carbonos cada una, con la particularidad de que se van a incorporar dos ácidos fosfóricos (dos moléculas de gliceraldehido 3 fosfato; por lo que hay dos fosfatos, uno en cada molécula), lo que lleva al consumo de 2 moléculas de ATP.

• En la segunda etapa comprende las siguientes 5 reacciones que llevan a la finalización del procedo, donde los dos gliceraldehido 3 fosfato se transforman en dos ácidos pirúvico. Es esta etapa la que conlleva la parte oxidativa, por lo que se produce la reducción de las dos moléculas de NAD+ a NADH + H+.

• Además, en esta etapa se han de producir 4 moléculas de ATP para dar lugar al balance neto de + 2 ATP, es decir, la liberación de 2 ATP, por eso que esta segunda etapa recibe el nombre de fase de generación de energía.

• Desde el punto de vista energético, el rendimiento es muy bajo, solamente con la producción de dos moléculas de ATP; pero en este proceso se forma el ácido pirúvico, que participa en otras reacciones en las que la energía neta liberada es mucho mayor.

• El NADH + H+ en condiciones de aerobiosis, es decir, en presencia de oxígeno, da lugar a agua (reduce al oxígeno) y a la oxidación del mismo a NAD+. Esto es la cadena respiratoria (cadena de transporte electrónico) llevada a cabo en las mitocondrias (por lo que el NADH + H+ ha de entrar en la misma), en la que se libera cierta cantidad de energía aprovechada para la síntesis de ATP a partir de ADP y Pi en la llamada fosforilación oxidativa.

• El NADH + H+ producido en la glucólisis, con presencia de oxígeno, es utilizado para generar ATP, es decir, energía.

• Si existen condiciones de anaerobiosis, es decir, sin la presencia de oxígeno, el NADH + H+ ha de ser transformado en NAD+, utilizado en otras reacciones acopladas a las llamadas fermentaciones anaeróbicas.

• De las 10 reacciones, 7 son reacciones reversibles, que van a ocurrir en el proceso contrario, la gluconeogénesis (síntesis de glucógeno a partir de ácido pirúvico); mientras que 3 reacciones son irreversibles

Neurona• Neurona es el nombre que se da a la

célula nerviosa y a todas sus prolongaciones. Son células excitables especializadas para la recepción de estímulos y la conducción del impulso nervioso. Su tamaño y forman varían considerablemente. Cada una posee un cuerpo celular desde cuya superficie se proyectan una o más prolongaciones denominadas neuritas. Las neuritas responsables de recibir información y conducirla hacia el cuerpo celular se denominan dendritas. La neurita larga única que conduce impulsos desde el cuerpo celular; se denomina axón. Las dendritas y axones a menudo se denominan fibras nerviosas. Las neuronas se hallan en el encéfalo, médula espinal y ganglios. Al contrario de las otras células del organismo, las neuronas normales en el individuo maduro no se dividen ni reproducen.

• En un axón sin mielina el potencial de acción se propaga en forma de una onda solitaria. Si sobre el punto medio de un axón de calamar larga una despolarización breve se aplique, que se propaga en ambas direcciones, ya que en ambas direcciones, los canales de sodio de pie en un estado de reposo. Si el potencial de acción sin embargo se genera en vivo a la loma axonal en la mayoría de los casos el potencial de acción se propaga por el axón y no puede volver atrás, porque la tensión de los canales de sodio dependientes apagar en un estado refractario inmediatamente después de una despolarización de la membrana máxima se alcanza.

• El impulso ha sido accionado por una despolarización abreviada en el A. Observe que el impulso tiene la Capacidad de separarse en ambas direcciónes Cuando está sacado de experimentación en el medio de un nervio.

Ciclo de un Potencial de Acción• El PA es un ciclo de despolarización, hiperpolarización y

vuelta al valor de reposo de la membrana. El ciclo del PA dura 1-2 ms, y un PA puede ser generado cientos de veces en un segundo. Todos estos cambios en el PM son debidos al aumento en conductancia transitorio de una región de la membrana, primero por Na+ y luego por K+. Estos cambios eléctricos se deben a canales de Na+ y K+ regulados por voltaje que se abren y cierran en respuesta a los cambios del PM.

• ETAPAS• Generación del potencial de acción por canales de sodio

cuando el PM sobrepasa el potencial umbral. Las proteínas que forman los canales de Na+ dependientes de voltaje generan el potencial de acción cuando se produce su apertura al ser sometidas a un potencial umbral.

• Apertura de los canales de K+ regulados por voltaje. La despolarización producida por la apertura de los canales de Na+ regulados por voltaje proboca la apertura de los canales de K+ regulados por voltaje, que tienen un potencial umbral mayor. Esta apertura, repolariza la membrana plasmática durante el potencial de acción.

• Inactivación de los canales de Na+ regulados por voltaje. En estas condiciones el segmento inactivador de los canales de Na+ regulados por voltaje tiene gran afinidad por el poro del canal y por tanto se optura. En estas condiciones los canales de K+ regulados por voltaje llegan a producir una hiperpolarización de la membrana.

• Cierre de los canales de K+ regulados por voltaje y vuelta lenta a la situación de reposo.

Potencial de acción

• Un potencial de acción es una serie de cambios repentinos en el potencial eléctrico a través de la membrana plasmática del axón neuronal. En el estado de reposo el potencial de membrana, PM -60 mV, es similar al de la mayoría de células no neuronales. Durante un potencial de accion este valor llega a alcanzar los 50 mV. Un cambio neto de unos 110 mV. Esta despolarización de la membrana va seguida de una rápida repolarización para volver al potencial de reposo.

Difusión de la Despolarización a lo largo de la Membrana del Axón

• Propagación del potencial de acción por canales de sodio. Las proteínas que forman los canales de sodio dependientes de voltaje propagan el potencial de acción en una sola dirección y sin disminución, ya que la reapertura de los canales de Na+ detrás del PA se evita por la hiperpolarización de la membrana causada por la apertura de los canales de K+ regulados por voltaje.

• El PA es generado por el movimiento de relativamente unos pocos iones K+ y Na+. Los cambios característicos del PM de un PA son causado por la reorganización en el balance de iones a cada lado de la membrana, y no por cambios en la concentración de iones a cada lado. Un solo ion K+ de cada 3000-3000000 en el citosol se intercambia por un Na+

extracelular para generar el cambio de polaridad de la membrana.

Fibra nerviosa y nervio periférico.• La vaina de mielina es una capa segmentada

discontinua interrumpida a intervalos regulares por los nodos de Ranvier (cada segmento de 0,5 mm a 1mm). En el SNC cada oligodendrocito puede formar y mantener vainas de mielina hasta para 60 fibras nerviosas (axones). En el sistema nervioso periférico sólo hay una célula de Schwann por cada segmento de fibra nerviosa. Las vainas de mielina comienzan a formarse antes del nacimiento y durante el primer año de vida.

• En el SNP, la fibra nerviosa o el axón primero indenta el costado de una célula de Schwann. A medida que el axón se hunde más en la célula de Schwann, la membrana plasmática externa de la célula forma un mesoaxón que sostiene el axón dentro de la célula. Se cree que posteriormente la célula de Schwann rota sobre el axón de modo que la membrana plasmática queda envuelta alrededor del axón como un espiral. Al comienzo la envoltura es laxa, gradualmente el citoplasma entre las capas desaparece. La envoltura se vuelve más apretada con la maduración de las fibras nerviosas. El espesor de la mielina depende del número de espirales de la membrana de la célula de Schwann.