lunes, 4 de abril de 2011

OSMOSIS Y ULTRAFILTRACION

Osmosis


Es otro tipo de transporte pasivo, en el cual no se gasta energía y  un disolvente (el agua en este caso de  los sistemas biológicos)  pasa selectivamente a través de una membrana semipermeable (Se denomina membrana semipermeable a la que contiene poros, la cual posee un filtro de tamaño molecular, el tamaño de los poros de de la membrana semipermeable para la osmosis es tan pequeño que deja pasar las moléculas pequeñas, pero no las grandes) ya que permite el paso del agua por difusión pero no le da iones y otros materiales.
Si la concentración de agua es mayor de un lado de la membrana que la del otro lado, existe una tendencia a que el agua pase al lado donde su concentración es mayor. El movimiento del agua a través de la membrana semi permeable genera una presión   hidrostática llamada presión osmótica la presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.
 La osmosis en la célula animal y vegetal se comportan de diferente manera dando como resultado que en la célula animal, en el interior de sus células se encuentra el citoplasma que es una solución acuosa viscosa cuyos solutos producen efectos osmóticos. La célula también está constituida por un núcleo y organelos como ribosomas y mitocondrias, mientras que en las células de los vegetales resisten mecánicamente las presiones osmóticas de una solución hipertónica, restringiendo el flujo de agua hacia el interior de la célula.
 Este comportamiento hace que la pared de la célula vegetal se distienda, ejerciendo una presión suficientemente grande para balancear la diferencia de las presiones osmóticas de la solución externa e interna.
 A la presión ejercida por la membrana celular sobre la solución interna de la célula se le llama "presión de turgencia". Este fenómeno ocurre porque la membrana celular en realidad es poco elástica y el incremento del volumen celular, debido a la entrada de un poco de agua, produce un incremento apreciable en la presión de turgencia, también afecta la forma de la célula y es importante para el sostén mecánico de los tejidos vegetales.
El efecto contrario a la osmosis es la osmosis inversa, es un proceso que se lleva a cabo para poder purificar el agua, dicho proceso se realiza con membranas, se trata de forzar la circulación del agua a través de la membrana, cuando hay osmosis inversa, se hace de forma continua, se obtienen de esta manera dos corrientes: una libre de sales y otra concentrada en sales .
De acuerdo al medio en que se encuentre una célula la osmosis varia en diferentes tipos de soluciones, como los son:




  • Solución isotónica 


La concentración de soluto y la concentración de agua adentro y afuera de la célula son iguales y por consiguiente no hay flujo de agua ni hacia adentro de la célula ni hacia fuera de ella. Cuando una célula se coloca en una solución isotónica, las moléculas de agua entran y salen de la célula, pero el movimiento neto de las moléculas de agua es cero.

  • Solución hipotónica:


 Se refiere a una solución con una concentración más baja de soluto (concentración más alta de agua) que la que hay dentro de la célula. Cuando una célula se coloca en una solución hipotónica, el movimiento neto de moléculas de agua hacia el interior celular provoca que la célula se hinche o incluso estalle. La hinchazón de una célula vegetal en una solución hipotónica crea presión de turgencia. La presión de turgencia en las células vegetales es sumamente importante para mantener la posición erecta de la planta.
Los organismos que viven en agua dulce deben evitar que su medio interno se vuelva hipotónico.

  • Solución Hipertónica.

 Se refiere a una solución con un porcentaje más alto de soluto (concentración más baja de agua) que la célula. Cuando una célula se coloca en una solución hipertónica, se produce un movimiento neto de moléculas de agua hacia el exterior de la célula. La célula se deshidrata y pierde volumen.



UltrafiltracióN 


En este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática. El movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de menos presión. La ultrafiltración tiene lugar en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la presión arterial generada por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas moléculas pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etc) pasen a través de las membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos para ser eliminadas en la orina. Las proteínas y grandes moléculas como hormonas, vitaminas, etc., no pasan a través de las membranas de los capilares y son retenidas en la sangre.


Referencias:


 

domingo, 3 de abril de 2011

TRANSPORTE ACTIVO



Transporte Activo

 
Requiere un aporte de energía por parte de la célula, ya que se hace en contra del gradiente (concentración o “cuesta arriba”), la intervención de proteínas de membrana que pueden tener actividad ATPasa.
Se necesitan proteínas portadoras y consumo de energía para transportar moléculas contra su gradiente de concentración.
Las proteínas que participan en el transporte activo a menudo se llaman bombas, porque así como una bomba de agua utiliza energía para mover agua contra la fuerza de gravedad, las proteínas utilizan energía para mover una sustancia contra su gradiente de concentración.





TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO




La energía derivada del ATP o de algún fosfato de alta energía, directamente empuja a la sustancia para que se cruce la membrana modificando la forma de al proteínas de transporte (bomba) de la membrana
Entre estos trasportes o bombas están:
v  Bomba de potasio que mantiene baja la concentración de NA+ en el critosol extrayéndolo de la célula en contra de un gradiente de concentración. Tambien mueve los iones K+ desde el exterior hasta el interior de la célula pese a que la concentración intracelular de potasio es superior a la extracelular, esta bomba debe funcionar constantemente ya que hay perdidas de potasio y entradas de Sodio por los poros acuosos de la membrana, actúa como una enzima que rompe la molécula de ATP y también se llama bomba Na+\K+-ATPasa.
Esta bomba es la responsable de mantener las diferencias de concentración de sodio y potasio a través de la membrana celular, así como de establecer un potencial electronegativo en el interior de la célula, su principal función es controlar el volumen de células sin su función el organismo se hincharía hasta estallar, si alguna célula llegara a hincharse se activaría automáticamente la bomba de Na+\K+ para desplazar mas iones al exterior y transportando agua con ellos.



  
TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO DE CALCIO
Los iones de calcio se mantienen en una concentración baja en el critosol intracelular de casi todas las células del organismo, esto se logra por dos bombas de transporte activo primario de Calcio. Una de ellas esta situada en la membrana celular y bombea calcio hasta el interior de una o mas de las organelas vesiculares internas de la célula.




TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO




La bomba de Na+\K+ mantiene una importante diferencia de concentración de Na a través de la membrana, por consiguiente estos iones tienen tendencia de entrar a la célula a través de  los poros y esta energía potencial es aprovechada para que otras moléculas como la glucosa y los aminoácidos, puedan atravesar la membrana en contra de un gradiente de concentración.
Son incluidos los procesos de:
  • Co-transporte
  • Contra transporte.
Estos mecanismos necesitan del establecimiento previo de un gradiente de concentración.
Co-transporte
En caso del sodio con glucosa la energía de difusion que supone la separación de dos medios con diferentes concentraiones de Na es aprovechado para mover la glucosa junto con el Na hacia el interior de la celula. Para ello es necesario la participación de una proteína transportadora que se encuentra en la memrana con un lugar de unión para el Na y otro para la glucosa. Una vez que se fija ambos se produce un cambio de conformación de la proteína y la energía del movimiento del Na produce el desplazamiento de la glucosa hacia el interior. Existne otros contransportadores importante como el:
  • Sodio con aminoácidos
  • Sodio-Potasio-Cloroo
  • Potasio-Cloro
Contra transporte:
Se caracteriza pro la sustancia a transportar es intracelular por ejemplo un contra-transporte de sodio por calcio, siendo el calcio la molecula a contratransportar, el sodio se une a una proteína transportadora en la superficie externa de la membrana mientras que el calcio lo hace a su lugar de unión de la proteína pero en el lado interno de la membrana(LIC)
Una vez fijado ambas sustancias se produce un cambio de conformación y la energía derivada del gradiente de concentración para el sodio produce al desplazamiento hacia el interior y del calcio hacia el exterior.

Referencias:
  • Audesirk, Teresa y Gerald, 1996. Biología 1. Cuarta Edición. Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana S.A, México. Pág 76, 87, 106 – 118 y 123. 


sábado, 2 de abril de 2011

TRANSPORTE EN MASA

TRANSPORTE EN MASA

Las células pueden obtener líquido o nutrientes mediante un proceso llamado endocitosis (del griego “dentro de la célula”) donde la membrana plasmática engloba una gota o partícula y forma una vesícula y la lleva al interior del citoplasma. Algunas sustancias mas grandes como los polisacáridos y otras células cruzan las membranas celulares mediante varios tipos de transportes en masa, se pueden distinguir tres tipos de endocitosis:


ENDOCITOSIS




FAGOCITOSIS

La célula crea proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudópodos que rodean la partícula solida, una vez rodeada se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocitica o fagosoma.  El material sólido dentro de la vesícula es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los lisosomas. Los glóbulos blancos constituyen el ejemplo más notable de células que fagocitan bacterias y otras sustancias extrañas como mecanismo de defensa.
Se utiliza para captar partículas grandes, incluidos microorganismos completos. Por ejemplo, cuando una Amoeba devora un Paramecium, la Amoeba emite extensiones de su membrana superficial, llamadas pseudópodos (en latín “pie falso”), los pseudópodos rodean al Paramecium y lo llevan al interior de la Amoeba para su digestión. La vesícula resultante, llamada vacuola alimenticia, se fusiona con lisosomas  cuyas enzimas la digieren.


PINOCITOSIS

En este proceso la sustancia a transportar es una gotita o vesícula de liquido extracelular. En este caso no se forman pseudópodos sino que la membrana se repliega creando una vesícula pinocitica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado la membrana de la vesícula vuelve a la superficie de la célula, una pequeña parte de la membrana celular se hunde, conteniendo fluido extracelular, y lo introduce en el citoplasma como una vesícula, por lo tanto la célula obtiene materiales en proporción a su concentración en el líquido extracelular.


 La endocitosis mediada por receptor:

En la mayor parte de la célula se encuentran una gran variedad de receptores proteicos, con un sitio de unión para una partícula de nutrimento particular, estos receptores se ubican en depresiones de la membrana llamadas fosas cubiertas. Cuando la molécula correcta se pone en contacto con la proteína en la fosa cubierta, la fosa cubierta se profundiza formando una U que finalmente se separa de la membrana y forma una vesícula cubierta. Tanto el complejo nutrimento-receptor como un poco de líquido extracelular quedan dentro de la célula en la vesícula cubierta.




EXOCITOSIS

Lo contrario a endocitosis, la exocitosis (del griego “fuera de la célula”) se utiliza para deshacerse de el material no deseado, productos de deshecho de la digestión o para secretar materiales, como hormonas, hacia el fluido extracelular. En la exocitosis, una vesícula formada por el aparato de Golgi se mueve a la superficie de la célula, la membrana de la vesícula se fusiona con la membrana plasmática y la vesícula se abre liberando el material al fluido extracelular.
La membrana de la vesícula secretora se fusiona con la membrana celular liberando el contenido de la misma. Por este mecanismo las células liberan hormonas como la insulina,  enzimas como las enzimas digestivas,  o neurotransmisores imprescindibles para la transmisión nerviosa.


Tanto la Endocitosis como la Exocitosis se da en las celulas Eucariotas, estos procesos no se pueden llevar a cabo en las celulas Procariotas.



Referencias

  •  Audesirk, Teresa y Gerald, 1996. Biología 1. Cuarta Edición. Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana S.A, México. Pág 76, 87, 106 – 118 y 123.




INTERACCION DE LOS FARMACOS CON LA MEMBRANA CELULAR


FARMACOS Y MEMBRANA CELULAR


Cuando se introduce un  fármaco en el organismo debe superar numerosas barreras biológicas antes de encontrar el receptor adecuado. Par que un fármaco pueda ejercer su acción debe de alcanzar una concentración critica en biofase, entendiendo por tal el medio en el cual el medicamento se encuentra en condiciones optimas para interactuar con su receptor homologo para realizar su efecto biológico sin que intervengan barreras de difusión.
Para alcanzar esta concentración critica en la biofase es  preciso que este pueda penetrar en el organismo a favor de los procesos de absorción ya sea por via oral u otros medios, además llegar  al plasma y por medio de este dentro del torrente sanguíneo distribuirse por los tejidos y por últimos tan pronto es absorbido diferentes medios buscaran la excreción del mismo ya sea por vías urinarias, vías biliares, saliva entre otros.
 Cualquier desplazamiento de una molécula farmacológica dentro de un organismo exige un paso necesario por las membranas de las células plasmáticas que componen los diferentes tejidos del cuerpo. Esto influye tanto en los mecanismos de absorción como en los de distribución y eliminación del medicamento.
Existen dos mecanismos a través de las hendiduras intracelulares como lo es caso de la filtración y a  través de las membranas celulares.
Para atravesar el endotelio los fármacos utilizan la filtración, sin embargo este método depende mucho de diferentes factores con lo son:
  • El peso molecular:  ya que a mayor peso menor es la capacidad para filtrar
  • El gradiente de concentración, este va del lugar mas concentrado al menos concentrado
  • La distancia entre las células
  • Las presiones a ambos lados de la pared, donde la hiladrostática hace que entre y la presión osmótica que se quede .
Cuando se transporta fármacos a través de las membranas plamaticas depende principalmente del tamaño de las moléculas, si estas son muy grandes utilizan el proceso de pinocitosis y exocitosis (transporte activo).
El transporte a traves de la membrana ya sea en forma pasiva o activa, depende aparte del tamaño del peso molecular del  medicamento, el gradiente de concentración, la liposolubilidad (soluble en grasas) cuanto mas soluble sea mas rápido es absorbido y por ultimo grado de ionización ligado al nivel de pH que presentan las sustancias.




Referencias: