BLOQUE III. FISIOLOGÍA CELULAR

TEMA 10 PROCESOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA

MEMBRANA Y COMUNICACIÓN CELULAR

A.- funciones de la membrana plasmática Permeabilidad selectiva Comunicación celular

B.- Difusión simple. Transporte pasivo: difusión facilitada

C.- Transporte activo Transporte activo primario. La bomba de Na+/K+ Transporte activo secundario. Cotransporte

D.- Internalización de partículas: endocitosis y digestión celular E.- Comunicación celular: mecanismos de transducción de señales

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Difusión simple

La difusión es un proceso físico que depende de las concentraciones de solutos, la temperatura y la agitación, principalmente.

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

La urea difunde a una velocidad 50 veces más lenta que su derivado: la dietilurea

Urea Dietil Urea

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

La difusión simple de ciertas sustancias, y la impermeabilidad para otras con carga o polares, es la base de los fenómenos osmóticos y la formación de gradientes electroquímicos

Efecto de la concentración de sales del medio sobre los glóbulos rojos

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Comparación de las concentraciones de iones dentro y fuera de una célula de mamífero típica

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Formación de gradientes electroquímicos a ambos lados de la membrana

Antes del equilibrio En el equilibrio

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

El potencial de reposo celular en neuronas es entre -60 y -70 mV y en músculo estriado -95mV

Potencial de membrana 0 Potencial de membrana negativo

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Transporte pasivo

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Difusión simple

Transporte pasivo

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Difusión facilitada

De forma genérica, estas proteínas se denominan Permeasas, pero pueden recibir diferentes nombres de acuerdo a la molécula transportada:

Canales iónicos

Ionóforos

transportadores…

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TRANSPORTADOR DE GLUCOSA

Transporte pasivo por difusión facilitada

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

CANAL IÓNICO: CANAL DE K+

Transporte pasivo por difusión facilitada

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Ionóforo

Transporte pasivo por difusión facilitada

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

La Valinomicina es un Ionóforo para el K+ que se utiliza como antibiótico

Transporte pasivo por difusión facilitada

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Esta forma de transporte es muy rápida y específica, pero se puede saturar…

Velocidad de flujo

Concentración de soluto transportable

Difusión simple

Difusión facilitada V máxima

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Un ejemplo de la alta especificidad de estas proteínas es el transportador de glucosa

La afinidad (KD) con la que se une a diferentes moléculas es la siguiente:

D-glucosa KD = 1,5 mM

D-manosa KD = 20 mM (7,5 veces )

D-galactosa KD = 30 mM (20 veces)

L- glucosa KD = 3 M (!!2000 veces más lento!!)

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

TRANSPORTE ACTIVO

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

TRASNPORTE ACTIVO PRMARIO

ATP

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO

TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO

Transporte activo primario y secundario

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Modelo de uncionamiento de la bomba de Na+/K+

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

La Ouabaina es una toxina muy potente que actúa inhibiendo la bomba de Na+/K+

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

TRANSPORTE ACTIVO

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

TRASNPORTE ACTIVO SECUNDARIO

SIMPORTE ANTIPORTE

COTRANSPORTE

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Sinporte de glucosa/Na+

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Transporte de glucosa en el epitelio intestinal

Resumen transporte activo

DIFUSIÓN SIMPLE Moléculas pequeñas y

apolares

DIFUSIÓN FACILITADA Ionóforos y canales iónicos

TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO Cotransporte

DIFUSIÓN FACILITADA A favor de gradiente

electroquímico. Sin gasto de energía

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO

En contra de gradiente, con gasto de energía

RESUMEN DE LOS PROCESOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA

PROCESOS DE TRANSPORTE DE GRANDES PARTÍCULAS BASADOS EN LA FUSIÓN DE MEMBRANAS

Formación de vesículas de Golgi

Exocitosis y

Endocitosis

Fusión de endosomas y lisosomas

Entrada de virus

Fusión de las membranas del espermatozoide y el óvulo

Fusión de vacuolas en células vegetales

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Estos procesos se denominan, en general, como endocitosis.

Clásicamente se distinguían dos tipos la pinocitosis y la fagocitosis, aunque actualmente el término pinocitosis está en desuso.

Fagocitosis Pinocitosis

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

FAGOCITOSIS

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

En cuanto a la endocitosis propiamente dicha, podemos distinguir dos modalidades básicas…

Endocitosis inespecífica Endocitosis mediada por receptores

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Internalización de partículas y digestión celular

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Endocitosis mediada por receptores: vesículas cubiertas

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Una vez internalizadas mediante vesículas endocíticas (o endosomas) normalmente se van digerir por unión con lisosomas para destruir el contenido de la vesícula y/o para asimilar sus componentes.

Endocitosis de las lipoproteínas LDL

Como hemos visto, la célula puede digerir sustancias ajenas a ella. Este proceso se denomina Heterofagia.

Pero también puede derivar sustancias propias a los lisosomas con el fin de eliminarlos. En este caso se llama Autofagia

Hay tres tipos: microautofagia, macroautofagia y autofagía mediada por chaperonas

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Procesos de autofagocitosis y heterofagocitosis

Tráfico de vesículas y digestión celular

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

Tipos de comunicación celular

2º mensajeros intracelulares Ca2+ , AMPc…

Resumen de los mecanismos de transducción de la señal extracelular

EJEMPLO DE MECANISMO DE TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES: RESPUESTA A LA ADRENALINA

1.-LA ADRENALINA SE UNE A SU RECEPTOR ESPECÍFICO

4.-LA ADENILATO

CICLASA PRODUCE

AMPc

3.-LA PROTEÍNA GS ACTIVA LA ENZIMA

ADENILATO CICLASA

2.-EL RECEPTOR UNIDO AL LIGANDO ELIMINA EL GDP Y ACTIVA A LA PROTEÍNA GS

5.-EL AMPc ES UN SEGUNDO MENSAJERO INTRACELULAR

AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL

SEÑAL

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular

El aumento de la concentración citosólica de Ca2+ en las fibras musculares produce la contracción

Procesos de transporte a través de la membrana y comunicación celular