Laboratorio de Fisiología I...
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“DIFUSIÓN” Laboratorio de Fisiología I M.C Rosa Elena Arroyo Carmona Integrantes: Bravo Negreros Verónica Cerón Arcos Gabriela Lucas Molina Jeirimy L. Palomino García Angelina Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias Químicas Lic. Químico Farmacobiólogo
Transcript of Laboratorio de Fisiología I...
“DIFUSIÓN”Laboratorio de Fisiología I
M.C Rosa Elena Arroyo Carmona
Integrantes:
Bravo Negreros Verónica
Cerón Arcos Gabriela
Lucas Molina Jeirimy L.
Palomino García Angelina
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Facultad de Ciencias Químicas
Lic. Químico Farmacobiólogo
La célula: Unidad anatómica
funcional básica y estructural del
cuerpo humano
● Elementos básicos que conforman
el organismo.
● Aportan la estructura de los tejidos
y los órganos del cuerpo.
● Ingieren los nutrientes y los
convierten en energía.
● Realizan funciones especializadas.
● Contienen el código hereditario del
organismo que controla las
sustancias sintetizadas por las
células y les permite realizar copias
de sí mismas.
El protoplasma está
compuesto por diferentes
sustancias que componen la
célula, principalmente cinco
sustancias: agua,
electrólitos, proteínas,
lípidos e hidratos de
carbono.
Estructura de la célula
Membrana plasmática
● La membrana celular o plasmática cubre la célula.
● Estructura elástica, fina y flexible que tiene un grosor de tan
solo 7,5 a 10 nm.
● Está formada casi totalmente por proteínas y lípidos
55% de
proteínas
25% de
fosfolípidos
13% de
colesterol
4% de
otros
lípidos
3% de
hidratos de
carbono
Estructura
Polar, cargada negativamente
No polar, sin carga
Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972)
Funciones de la membrana
● Mantiene la diferencia en la composición del líquido dentro y fuera de la
célula.
● Actúa como barrera mecánica.
● Permite el paso selectivo de sustancias específicas entre ella y su medio
ambiente, controlando la entrada de moléculas de nutrientes y la salida de
los productos de secreción y de desecho.
Para que una célula pueda sobrevivir
debe mantener una composición
específica de su contenido, única para
cada tipo de célula.
● Mantiene diferencias en las concentraciones de iones dentro y fuera de
la célula, importante para la actividad eléctrica de la membrana.
● Unión ente células para formar tejidos y órganos.
● Desempeña un papel clave para que la célula responda a cambios o
señales en su entorno (comunicación celular).
Gradiente de concentración
Diferencia de concentración de solutos o sustanciasdisueltas en ambos lados de la membrana.
El término gradiente de concentración se
usa en relación con cualquier diferencia
en la concentración entre una localización
y otra, no solo diferencias entre un lado y
otro de la membrana, también se define
como la velocidad a la cual la
concentración cambia con la distancia.
Como el gradiente de concentración
es sinónimo de diferencia de [ ], se le
asigna el símbolo: ∆C
Cuando las moléculas se mueven de
mayor a menor concentración; el
movimiento será espontáneo (o
pasivo) y no requiere un gasto de
energía:
A favor de su gradiente
de concentración.
Por el contrario, de menor a mayor
concentración será un movimiento
activo, no ocurre de forma espontánea
y requiere energía:
En contra de su gradiente de
concentración.
Transporte a través de la membrana
Pasivo Activo
No requieren
gasto
energético
Requieren
gasto
energético.
Difusión
simple
Difusión
facilitada Osmosis
Mediado por
proteínas
transportadoras o
bombas
Mediado por
vesículas o
transporte en masa
Endocitosis
Pinocitosis Fagocitosis
Exocitosis
Mediada por receptor
Transporte a través de la membrana
● Si una sustancia puede atravesar la membrana se dice que la membrana es permeable a esa sustancia.
● Si una sustancia no puede atravesar la membrana se dice que la membrana es impermeable a ella.
● La membrana es selectivamente permeable.
Propiedades de las partículas para atravesar la membrana plasmática sin ayuda:
1. Solubilidad relativa de la partícula en lípidos (liposolubilidad)
2. Tamaño de la partícula
Transporte a través de la membrana
Las bicapas lipídicas son altamente impermeables a la mayoría de
moléculas polares. Para transportar pequeñas moléculas solubles en
agua hacia el interior o hacia el exterior de las células o de los
compartimientos intracelulares delimitados por las membranas, las
membranas celulares contienen varias proteínas de transporte, cada
una de las cuales es responsable de transferir un determinado soluto
o una clase de solutos a través de la membrana.
Difusión
Es el movimiento de las moléculas de una a otra localización
simplemente como resultado de su movimiento térmico, hasta que se
logra el equilibrio y se distribuyen de manera equivalente.
Velocidad de transporte: la velocidad a la
cual una sustancia se mueve a través de la
membrana se mide como un flujo.
El flujo de moléculas en una u otra dirección
es el flujo unidireccional; la diferencia entre
los flujos unidireccionales es el flujo neto.
Difusión simple
Intercambio de sustancias disueltas de muy bajo peso molecular,
cuanto menor tamaño molecular y mayor carácter hidrófobo, mejor
difunde una sustancia a través de la membrana.
Es el movimiento desde las regiones de alta concentración hasta las de menor concentración por ejemplo: agua, gases disueltos (oxigeno, dióxido de carbono), moléculas liposolubles (alcohol etílico y la vitamina A)
Factores que influyen en la difusión simple:
La solubilidad lipídica
de la sustancia que
difunde.
El tamaño y la forma
de moléculas.
Temperatura.
Grosor de membrana
Permeabilidad de la membrana: para
cualquier mecanismo de transporte
pasivo, una alta permeabilidad implica
una mayor velocidad de transporte, en
igualdad de condiciones.
El flujo de
moléculas en
una u otra
dirección es el
flujo
unidireccional;
la diferencia
entre los flujos
unidireccionale
s es el flujo
neto.
Ley de Difusión de Fick
Contempla los factores que influyen sobre la tasa de difusión neta.
1.- La magnitud del gradiente de concentración. Si la membrana es permeable a una sustancia, la tasa de difusión simple de esa sustancia será directamente proporcional a su gradiente de concentración; es decir, a mayor diferencia de concentración, mayor será la tasa neta de difusión.
2.- el área de la superficie membranal a través de la cual las sustancias se difunde. Cuanto mayor sea la superficie disponible, mayor será la tasa de difusión.
ΔC
A
3.- La liposolubilidad de la sustancia. Cuanto mayor sea la liposolubilidad de una sustancia, ésta se difundirá con mayor rapidez a favor de su gradiente de concentración a través de la bicapa lipídica.
4.- el peso molecular de la sustancia. Las moléculas más ligeras rebotan más lejos al chocar que moléculas más pesadas. En consecuencia, se difunden con facilidad permitiendo intercambios rápidos de estos gases a través de las membranas pulmonares. Mientras mayor sea el peso molecular, menor será la tasa de difusión.
5.- La distancia a través de la cual las moléculas deben difundirse. Cuanto mayor sea la distancia, más lenta será la difusión.
β
MW
ΔX
Factores que influyen sobre la tasa neta de difusión de una sustancia a través de una membrana.
(Ley de Fick)
Tasa neta de difusión (Q) = ∆𝐶.𝐴.𝛽
𝑀𝑊.∆𝑋
Coeficiente de difusión (D) α1
𝑀𝑊
Permeabilidad (P) 𝐷𝛽
∆𝑋
Q α ∆C . A. P
Factor Efecto sobre la tasa neta de difusión
↑ Gradiente de concentración de una sustancia (∆C). ↑
↑ Área de la superficie membranal (A) ↑
↑ Liposolubilidad (β) ↑
↑ Peso molecular de la sustancia (MW) ↓
↑ Distancia (grosor) (∆X) ↓
Coeficiente de difusión
Es un valor que indica con qué facilidad
una molécula puede moverse en un
disolvente determinado.
Es proporcional a la velocidad que la
molécula que difunde puede alcanzar el
medio que lo rodea.
Cuanto mas grande la molécula y más
viscoso el medio, menor el coeficiente de
difusión.
𝑫 = 𝑫𝟎 𝐞𝐱𝐩(−𝑸
𝑹𝑻)
D= Coeficiente de difusión (m2/seg)
D0= Constante independiente del tiempo y función
del sistema (m2/seg)
Q= Emergía de activación.
R= Cte. Molar de los gases = 8.314 J/mol-K
Difusión facilitada: transporte pasivo a través de proteínas de
membranaSustancias transportadas de forma pasiva que no atraviesan la membrana por
difusión simple, sino que cruzan a través de proteinas portadoras, también se le
conoce como transporte mediado.
Portador: proteína transmembranosa
que se une a moléculas a un lado de
la membrana y las transporta al otro
lado por medio de un cambio
conformacional o un cambio en la
estructura.
Ósmosis; transporte pasivo de agua a través de las
membranas
El transporte de agua es sencillo, porque el agua fluye a través de las membranas
siempre de manera pasiva, no se ve afectado por los potenciales de membrana y
siempre es impulsado por su propio gradiente de concentración.
El flujo de agua a través de
las membrana a favor de su
gradiente de concentración
se llama: ósmosis
La concentración total de una partícula de soluto de una disolución se conoce como
osmoralidad.
La presión osmótica consiste en la presión ejercida por las células debido a la
diferencia de concentraciones de soluto en los compartimientos celulares.
La presión osmótica busca una reducción del potencial de agua. El potencial de
agua consiste en la tendencia de moverse de un ambiente a otro buscando siempre
el equilibrio de concentraciones.
Presión osmótica
Dependiendo de las concentraciones de
soluto pueden existir tres tipos de soluciones:
● Solución hipotónica: La concentración de
solutos es mayor dentro de las células que
en el medio exterior.
● Solución hipertónica: La concentración
de solutos es menor dentro de las células
que en el medio exterior.
● Solución isotónica: Presenta un equilibrio
de concentraciones dentro y fuera de las
células.
Fig. Comportamiento cinético del transporte
mediado por difusión simple y por difusión
facilitada.
Mientras que en la difusión simple el flujo
aumenta linealmente conforme se incrementa la
concentración de soluto, la difusión facilitada
puede compararse a una reacción enzimática en
la cual el flujo llega a un máximo ( V. máx.)
cuando todos los transportadores se encuentran
ocupados.
El transportador tiene una constante de unión
específica para el soluto (KM) que se define
como la cantidad de soluto transportada cuando
la velocidad de transporte es la mitad de la
velocidad máxima (V. máx..)
Transporte activo
Existen dos formas básicas de transporte activo,
ya que difieren en la fuente de energía utilizada:
El transporte de una sustancia en contra del gradiente de concentración requiere un aporte de energía,
porque las moléculas se están moviendo en contra de la fuerza electroquímica que las empuja.
Transporte activo
primario:
Utiliza ATP o alguna otra
fuente de energía química
directamente para
transportar sustancias.
Transporte activo
secundario:
Utiliza el gradiente
electroquímico de una
sustancia como fuente de
energía para llevar a cabo el
transporte activo de otra
sustancia.
Objetivo:
Que el alumno conozca los mecanismos de paso de una sustancia a
través de una membrana como es el fenómeno de difusión.
Sustancias:
● HCl 0.1N
● HCl 0.001N
● Fenolftaleína
● NaOH 0.001N
● Agua destilada
Procedimiento:
Con una jeringa hacer un orificio
pequeño en la zona apical del
huevo. (diámetro aprox. de
un popote).
Con una jeringa extraer el
contenido del huevo (yema y clara)
con mucho cuidado para no
romper la membrana que se
encuentra en el interior.
Agregue agua destilada para
eliminar los restos de yema y
clara que puedan haber
quedado.
Hacer un orificio pequeño ahora en
la zona donde se encuentra la
cámara de aire con el propósito de
dejar descubierta la zona donde se
encuentra la membrana.
Material:
● 3 huevos.
● Una jeringa
● Plastilina
● Frasco grande
● Probeta
● Pipeta
● Perilla
● Popote
Coloque el popote en el
orificio donde se
encuentra la zona apical;
fíjelo con plastilina.
En el frasco grande
coloque la base donde
descansará el huevo.
Agregue agua
destilada (180 ml).
Agregue la solución respectiva a
cada uno de los huevos con una
jeringa. (Nota: Medir exactamente
el volumen de la solución utilizada
en cada uno de los casos).
Una vez colocada la
sustancia, extraiga una
alícuota de 2 ml del exterior
del huevo a los 5, 10, 15, 20,
25 y 30 minutos.
A la alícuota tomada agregue
una gota de fenolftaleína y titule
con el NaOH.
Al término mida el volumen del
interior del huevo, así como del
exterior del huevo utilizando
una probeta.
Nota: Llenar las tablas de la misma
práctica.
Obtención de un indicador de pH a partir de la col
morada
• El colorante de la col morada (brasica oleracea) se puede extraer calentando durante 5-10minutos,
una o dos hojas de la col en una taza con agua purificada.
• El colorante en cuestión se llama cianidina y tiene propiedades químicas muy interesantes pues el color
azul-violeta que presenta en medio neutro (pH = 7) cambia a colores que tienden hacia el rojo en
medioácido (pH = 1-6), y a colores que en medio básico tienden hacia el verde (pH = 8-12) y al amarillo
(pH = 13-14).
Extracción del colorante:
a). Materiales: b). Reactivos:
- 1 matraz de bola de 100 mL. - HCl al 5 %.
- 1 refrigerante. - NaOH al 5 %.
- 1 canasta de calentamiento. - Agua destilada.
- 10 tubos de ensaye. - Sustancias comunes en casa:
- 1 probeta de 5 mL. •Bicarbonato de sodio,
- 1 Varilla de vidrio. •Sarricida,
- 2 mangueras. •Aspirina,
- 1 bomba de recirculación. •Refresco (preferentemente
incoloro),
- 1 espátula. •Limpiador de estufas, etc.
- 1 vaso de precipitados de 50 mL.
Procedimiento
1. Corte finamente media hoja de col morada y coloque los trocitos en el matraz de bola.
2. Agregue agua destilada cuidando que el volumen total de agua más la col, no superen las 2/3
partes del matraz.
3. Coloque el resto del equipo para realizar un reflujo. Caliente a reflujo durante 10 minutos o hasta
obtener una solución azul-violeta.
4. Deje que la solución se enfríe por si sola o con un baño de hielo o agua, hasta temperatura ambiente.
5. Decante la solución y coloque un mL de ella en cada uno de los tubos de ensaye. Numere los tubos
del 1 al diez.
6. En el tubo uno agregue gota a gota HCl al 5 % hasta 1 mL o hasta que ya no se observe ningún
cambio de color. Al tubo dos agregue gota a gota NaOH al 5 % hasta 1 mL o hasta que se ya no se
observe ningún cambio de color. Al tubo tres agregue 1 mL de agua destilada. En los tubos 4-10
agregue respectivamente, pequeñas porciones de las sustancias a probar, por ejemplo, un cuarto de
aspirina, hasta un mL de sarricida, un trocito de tomate o jitomate, algunas gotas de limón, refresco,
cal, etc.Para determinar si la sustancia en cuestión es ácida, básica o neutra, compare la coloración
resultante con la de los tubos 1-3 (testigos). Adicionalmente, si cuenta con una presentación a
colores de la escala de colores, proporcione el valor aproximado de pH obtenido.
Bibliografía:
● A.C.y Hall J. E. 2011.Tratado de Fisiología Médica. 12ª edición. Elsevier.
España
● Sherwood L. 2011. Fisiología humana. De las células a los sistemas. 7ª
edición. Cengage Learning. México
● Becker M. M., Kleinsmith L. J. y Hardin J. 2009. El mundo de la célula. 6ª
edición. Pearson. México
● Fanjul M.L. 2012 Biología funcional de los animales. Siglo Veintiuno. Mexico
● Levy M.N., Koepen B. 2009. Fisiologia. 6° edicion. ELSEVIER. EEUU
![Artículo Científico Presión Osmótica[1]](https://static.fdocuments.es/doc/165x107/563dba3a550346aa9aa3c6a7/articulo-cientifico-presion-osmotica1.jpg)
