BIOLOGIA CELULAR BOMBAS Y PRINCIPIOS DE EXCITABILIDAD CELULAR, Diapositivas de Fisiología Humana

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Bombas ionicas

Escuela de Fisioterapía

Lic. Medicina Beltrán Jacobo Alicia

M.C. Ciencias Fisiológicas

QUE SON LAS BOMBAS

IONICAS?

Las bombas son proteínas transmembrana que transportan iones o moléculas de un lado al otro de la membrana en contra de sus gradientes de concentración, con gasto de energía.

También se llaman transportadores activos primarios. La energía la pueden obtener de diferentes fuentes: de la luz, de reacciones de óxido-reducción o de la hidrólisis del ATP, siendo esto último lo más frecuente.

Bombas

ionicas

El Transporte de proteínas en la membrana plasmática transfiere solutos tales como pequeños iones (Na+ , K+ , Cl-, H+ ), aminoácidos y monosacáridos.

El Transporte de proteínas en la membrana plasmática transfiere solutos tales como pequeños iones (Na+ , K+ , Cl-, H+ ), aminoácidos y monosacáridos.

Las proteínas envueltas en el transporte activo son conocidas como bombas de iones.

Las proteínas envueltas en el transporte activo son conocidas como bombas de iones.

La proteína se combina a una molécula de la substancia a ser transportada en un lado de la membrana, entonces se usa la energía liberada (ATP) para cambiar su forma, y liberarla en el otro lado.

La proteína se combina a una molécula de la substancia a ser transportada en un lado de la membrana, entonces se usa la energía liberada (ATP) para cambiar su forma, y liberarla en el otro lado.

Las bombas de proteína son específicas, existe una bomba diferente para cada molécula a transportar.

Las bombas de proteína son específicas, existe una bomba diferente para cada molécula a transportar.

Bombas

ionicas

 (^) Las bombas de proteína son catalizadores en la separación de ATP a ADP +fosfato, por lo tanto son llamados enzimas ATPasa.

 (^) Bomba sodio postasio (también llamada encima Na+ /K+ -ATPasa) mueve activamente sodio fuera de la célula y potasio dentro de la célula. Nos podemos hacer una idea de la importancia de estas bombas Na+/K+^ en las células animales sabiendo que consumen hasta el 25 % del total del ATP celular.

P-ATP asas

(por el

intercambio

fosforilado)

Actuan por hidrolisis del ATP acoplada ala fosforilacin de su estructura, son una clase de enzimas que catalizan la descomposición de ATP en ADP y un ion de fosfato libre. Esta reacción es exergónica ya que libera energía. Esta energía resultante se utiliza en la mayoría de los casos para llevar a cabo otra reacción química acoplada a la reacción descrita tranporta cationes y aniones en contra de su gradiente de concentracion.

Actuan por hidrolisis del ATP acoplada ala fosforilacin de su estructura, son una clase de enzimas que catalizan la descomposición de ATP en ADP y un ion de fosfato libre. Esta reacción es exergónica ya que libera energía. Esta energía resultante se utiliza en la mayoría de los casos para llevar a cabo otra reacción química acoplada a la reacción descrita tranporta cationes y aniones en contra de su gradiente de concentracion.

Las ATPasas transmembranas importan muchos de los metabolitos necesarios para el metabolismo celular y exportan toxinas, desechos y solutos que pueden entorpecer el proceso celular.

Las ATPasas transmembranas importan muchos de los metabolitos necesarios para el metabolismo celular y exportan toxinas, desechos y solutos que pueden entorpecer el proceso celular.

P-ATP asas (por el intercambio fosforilado)

Bomba de sodio-potasio. estas bombas se encuentran en la membrana de virtualmente cada célula, y son responsable de la creación de los gradientes iónicos de las membranas plasmáticas y que permite la excitabilidad de las neuronas, de las células musculares, la absorción de los alimentos por las células del aparato digestivo, etcétera.

Bomba de sodio-potasio. estas bombas se encuentran en la membrana de virtualmente cada célula, y son responsable de la creación de los gradientes iónicos de las membranas plasmáticas y que permite la excitabilidad de las neuronas, de las células musculares, la absorción de los alimentos por las células del aparato digestivo, etcétera.

A este grupo pertenecen también las bombas que transportan cationes como el calcio, por ejemplo la que saca calcio del retículo endoplasmático de las células musculares en cada contracción muscular.

A este grupo pertenecen también las bombas que transportan cationes como el calcio, por ejemplo la que saca calcio del retículo endoplasmático de las células musculares en cada contracción muscular.

H+/K+, Na+/Ca+^ H+/K+, Na+/Ca+

V-ATP asas

 (^) Las ATPasas tipo V, también llamadas bombas de protones

vacuolares, son bombas que introducen protones en el lumen de varios orgánulos en contra de gradiente. Acidifican así el medio interno de dichos orgánulos. Su actuación es de especial importancia en procesos como la digestión celular en vacuolas/lisosomas, que requieren de un medio ácido para su consecución.

 (^) Las V-ATPasas (V1VO-ATPasas) se encuentran principalmente en

vacuolas eucarióticas, catalizando la hidrólisis de ATP para transportar solutos y pH más bajo en orgánulos como la bomba de protones del lisosoma.

F-ATP asas

 (^) El complejo ATP sintasa o complejo V o FoF 1 -ATP sintasa (F = factor de acoplamiento, en inglés coupling factor ) es una enzima transmembrana que cataliza la síntesis de ATP a partir de ADP, un grupo fosfato y la energía suministrada por un flujo de protones (H+).

 (^) Durante la respiración celular, la síntesis de ATP se denomina

fosforilación oxidativa y el flujo de protones tiene lugar entre el espacio intermembránico y la matriz mitocondrial.

 (^) La ATP sintasa se puede imaginar como un motor molecular que produce una gran cantidad de ATP cuando los protones fluyen a través de ella. La tasa de síntesis es grande, el organismo humano en fase de reposo puede formar unas 10^21 moléculas de ATP por segundo.

• (^) ABC-ATP asas

 (^) Las ATPasas proporcionan la energía para la absorción o secreción de diversos

sustratos a través de la membrana mediante la hidrólisis de ATP. LAlgunas proteínas ABC no participan en el transporte de moléculas, sino en la traducción y reparación del AND.

 (^) bsorben numerosos nutrientes, precursores biosintéticos, oligoelementos y

vitaminas, y secretan lípidos, esteroles y una amplia variedad de metabolitos primarios y secundarios. En los seres humanos, algunos de los sistemas secretores participan en los procesos de resistencia a los tumores, la fibrosis quística y otras enfermedades hereditarias.

Propiedades eléctricas de la

membrana celular.

Escuela de Fisioterapía

Lic. Medicina Beltrán Jacobo Alicia

M.C. Ciencias Fisiológicas

Las células presentan una diferencia de potencial transmembrana entre el interior y el exterior celular: el potencial de membrana en reposo

En todas las células en general, y en particular en las

excitables, existe unadiferencia de potencial transmembrana más o menos constante llamada potencial de reposo (Vr) siendo el interior de la célula negativo con respecto al exterior.

Esta diferencia de potencial se debe a la existencia de

gradientes de concentración iónica a ambos lados de la membrana y a diferenciasde la permeabilidad relativa de la membrana celular a las distintas especiesiónicas presentes.

Las diferencias de permeabilidad que existen en reposo para distintas es-pecies iónicas se deben a canales iónicos con permeabilidad específica parauna determinada especie iónica.

POTENCIALES DE MEMBRANA

Bases iónicas del potencial de

membrana en reposo

 (^) Consideremos un sistema con dos compartimientos (A y B) que contienenconcentraciones

diferentes de un electrolito (por ejemplo, KCl) en soluciónacuosa, estando el KCl más concentrado en el compartimiento A.

 (^) En estas condiciones, si ambos compartimientos están separados por unamembrana

impermeable no existirá diferencia de potencial entre ellos. Sinembargo, si imaginamos que la membrana es permeable exclusivamente a la especie iónica K+y no a Cl−, los iones K+tenderán a moverse del comparti-miento A al B, siguiendo su gradiente de concentración, transportando así car-gas positivas de un compartimiento a otro.

POTENCIALES DE MEMBRANA

Bases iónicas del potencial de

membrana en reposo

 (^) Así pues, el paso deiones K+ genera un desequilibrio eléctrico que hace aparecer una

diferencia de potencial entre ambos compartimientos. Esta diferencia de potencial generada por el gradiente eléctrico crea una fuerza electromotriz que se opone al movimiento de cargas positivas transportadas por el K+ desde A a B, siguiendo su gradiente de concentración.

POTENCIALES DE MEMBRANA

Bases iónicas del potencial de

membrana en reposo

 (^) ventualmente, el sistema alcanza un estado de equilibrio estable dondeambos

gradientes de concentración y eléctricos se igualan, de manera quedeja de existir un flujo neto de K+de un compartimiento a otro, manteniéndo-se entonces constantes indefinidamente el potencial y las concentraciones iniciales de KCl en A y B.

POTENCIALES DE MEMBRANA