Potencial de membrana y potencial de acción – Fisiología humana

2. Objetivos
3. Membrana
   celular
4. Potencial de
   membrana o potencial de acción
5. Anexos
6. Conclusiones
7. Bibliografía

PRESENTACIÓN

La finalidad de este trabajo es dar
explicaciones a los transportes y potenciales de membrana
generados tanto en reposo como durante la acción
por las células
nerviosas y musculares.

Donde tratamos de explicar lo sencillo que es la
fisiología de las membranas celulares. Las
membranas de casi todas las células del organismo hay
potenciales eléctricos. Algunas células como las
nerviosas y musculares son excitables, es difícil capaces
de generar impulsos electroquímicos rápidamente
cambiantes en sus membranas. Casi en todos lo casos estos
impulsos se pueden utilizar para transmitir señales
a lo largo de las membranas nerviosas o musculares.

Observando las diferencias de los líquidos
extracelulares y así mismo intracelulares que son
extremadamente importantes para la vida de la célula.
(En consecuencia para la existencia de la vida de los seres, en
general para la vida del hombre).

En estas paginas se tratara de explicar Las
composiciones de los líquidos intra y extra celular en
el hombre,
contiene en su conformación de sodio y potasio;

El líquido extracelular contiene una gran
cantidad de Na, pero solo una pequeña cantidad de K.
asimismo contiene una gran cantidad de cloruro. Y en el
líquido intracelular ocurre lo contrario, pero las
concentraciones de de fosfatos y proteínas
son considerablemente mayores.

OBJETIVOS

• Explicar el transporte
  de sustancias a través de la membrana
  celular.
• Describir el proceso por
  el cual se lleva acabo el transporte de sustancias a
  través de la membrana plasmática.
• Explicar la diferencia básica entre el
  transporte activo y pasivo; activo primario y
  secundario.
• Describir los conceptos de unítransportadores,
  contransportadores y contratransportadores.
• Describir los factores que mantienen el potencial de
  membrana en reposo.
• Dar la secuencia y explicar la secuencia de
  fenómenos que implican la generación de un
  potencial de acción nervioso.

TEMA I

MEMBRANA CELULAR

Es una estructura
delgada y elástica, mide entre 7,5 y 10 nanómetros
de grosor. Es una barrera semipermeable y selectiva para las
moléculas que ingresan o salen de la célula.
Está formado por proteínas, lípidos y
glúcidos. La composición aproximada de estos
compuestos en la membrana es de: 55% de proteínas, 25% de
fosfolípidos, 13% de colesterol, 4% de otros
lípidos y 3% de hidratos de carbono.

1. BARRERA LIPÍDICA.

Está conformada por una bicapa lipídica,
a lo largo de esta lámina se intercambian grandes
moléculas de proteínas moleculares. La estructura
de esta bicapa lipídica son moléculas de
Fosfolípidos. Una parte de cada una de las
moléculas de fosfolípidos es hidrosoluble o
hidrofílica, mientras que la otra porción
es soluble en grasas o
hidrofóbica.

1. Porción
   Hidrofóbica:

Esta compuesta por ácidos grasos
(lípidos). Son repelidas por el agua,
pero se atraen mutuamente entre sí, por lo que tienen
una tendencia natural a alinearse unas al lado de otras en el
centro de la membrana.

1. Porción
   Hidrofílica:

Es la porción fosfato de los
fosfolípidos y cubren las dos superficies en contacto
con el agua
circundante.

La bicapa lipídica de la membrana es una barrera
fundamental impermeable a las sustancias habitualmente
hidrosolubles como los iones, la glucosa y la
urea; por otro lado, las sustancias solubles en grasa, como el
oxígeno, el dióxido de carbono y el
alcohol,
pueden atravesar la membrana con facilidad.

1. Existen 2 tipos de proteínas: las
   proteínas integrales y las
   periféricas, muchas de las cuales son
   glucoproteínas.

   1. Proporcionan canales estructurales (poros) a
      través de los cuales pueden difundir las
      sustancias hidrosolubles, en especial los iones, entre
      los líquidos extracelular e

      intracelular. Estos canales proteicos tienen
      además propiedades selectivas que determinan la
      difusión preferente de unas sustancias sobre
      otras.

      Otras proteínas integrales actúan
      como proteínas transportadoras para llevar
      sustancias en sentido opuesto a su sentido natural de
      difusión, lo cual se denomina "transporte activo".
      Otras actúan como enzimas.

   2. Proteínas Integrales:
   3. Proteínas
      Periféricas:

   Estas proteínas se encuentran siempre o casi
   siempre en la cara en la cara interna de la membrana y
   habitualmente están ancladas a una de las
   proteínas integrales. Estas proteínas
   periféricas funcionan casi exclusivamente como enzimas
   o como otro tipo de reguladores de la función intracelular.

2. PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA
   CELULAR.
3. HIDRATOS DE CARBONO: EL "GLUCOCÁLIZ"
   CELULAR.

Los hidratos de carbono de la membrana se encuentran
casi invariablemente combinados con proteínas y
lípidos en forma de glucoproteínas y
glucolípidos. De hecho, la mayoría de
proteínas integrales son glucoproteínas y
aproximadamente una décima parte de los lípidos
de membrana son glucolípidos.

Las porciones "gluco" de dichas
moléculas sobresalen prácticamente siempre hacia
el exterior de la célula, quedando suspendidas por fuera
de la superficie celular. Otros muchos compuestos
hidrocarbonados denominados proteoglicanos, los cuales
son principalmente sustancias hidrocarbonadas unidas por
pequeños núcleos proteicos, también se
encuentran débilmente anclados a la superficie externa
de la célula.

Así pues, a lo largo de la superficie externa
de la célula suele haber un revestimiento flotante de
hidratos de carbono denominado
glucocáliz.

Las moléculas de hidratos de carbono acopladas
a la superficie externa de la célula desempeñan
diversas funciones
importantes:

• Están cargadas negativamente, lo cual
  proporciona a la mayoría de las células una carga
  global negativa en su superficie que repele otros objetos con
  carga negativa.
• El glucocáliz de algunas células se
  ancla al glucocáliz de otras, uniendo a estas entre
  sí.
• Muchos de los hidratos de carbono actúan como
  receptores de sustancias para captar hormonas
  como la insulina y de este modo activar las proteínas
  internas, las cuales a continuación activan una cascada
  de enzimas intracelulares.
• Participan en reacciones inmunitarias.

TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
CELULAR

La célula necesita expulsar de su interior los
desechos del metabolismo y
adquirir nutrientes del líquido extracelular, gracias a la
capacidad de la membrana celular que permite el paso o salida de
manera selectiva de algunas sustancias. Las vías de
transporte a través de la membrana celular y los
mecanismos básicos de transporte son:

1. La difusión es la forma por la que las
   sustancias atraviesan la
   bicapa lipídica debido al
   movimiento
   continuo de las moléculas a lo largo de los
   
   líquidos o también en
   gases. El
   transporte pasivo no necesita de energía por parte de
   la célula, para mejorar el intercambio de materiales
   a través de la membrana celular. Existen dos tipos de
   difusión a través de la membrana celular que
   son:

   1.1 Difusión Simple.

   Es el movimiento cinético de moléculas
   o iones
   a través de la membrana sin necesidad de
   fijación con
   proteínas portadoras de la
   bicapa lipídica. Este tipo de transporte se puede
   realizar a través de mecanismos fisicoquímicos
   como la
   ósmosis, la
   diálisis y a través de
   canales o conductos que puede regirse por la permeabilidad
   selectiva de los diferentes conductos proteínicos y de
   los mecanismo de compuerta de los conductos
   proteínicos.

   1.2 Difusión Facilitada.

   También se llama difusión mediada por
   portador, porque la sustancia transportada de esta manera no
   suele poder
   atravesar la membrana sin una proteína
   portadora específica que le ayude. Se diferencia
   de la difusión simple a través de conductos en
   que mientras que la magnitud de difusión de la
   difusión simple se incrementa de manera proporcional
   con la concentración de la sustancia que se difunde,
   en la difusión facilitada la magnitud de
   difusión se aproxima a un máximo, al aumentar
   la concentración de la sustancia.

2. TRANSPORTE PASIVO O DIFUSIÓN:

   La ósmosis es el pasaje de
   líquido (agua) de un lugar de menor
   concentración de soluto a otra de mayor
   concentración de soluto, a fin de mantener la
   hemostasis o equilibrio.

   La sustancia más abundante con diferencia que
   se difunde a través de la membrana celular es el
   agua. Es preciso recordar que a través de la
   membrana del eritrocito se difunde ordinariamente por segundo
   en ambos sentidos una cantidad de agua equivalente a unas 100
   veces el volumen de la
   propia célula. Aun así, normalmente, la
   cantidad que se difunde en ambas direcciones está tan
   exactamente equilibrada que no se produce el mínimo
   movimiento neto de agua. Por tanto, el volumen de la
   célula permanece constante. Sin embargo, en ciertas
   condiciones, se puede desarrollar una diferencia de
   concentración para el agua a través de una
   membrana, al igual que se pueden producir diferencias de
   concentraciones para otras sustancias. Cuando ocurre esto, se
   produce un movimiento neto de agua a través de la
   membrana celular , lo cual hace que la célula se
   hinche o se contraiga, dependiendo de la dirección del movimiento neto. Este
   proceso de movimiento neto de agua causado por una diferencia
   de concentración de la misma se denomina
   ósmosis.

   Presión Osmótica.

   Es la fuerza que
   contrarresta el pasaje de agua de un lugar de menor
   concentración a otro de mayor concentración en
   solutos.

3. ÓSMOSIS.
4. TRANSPORTE ACTIVO.

Es el transporte en el que el desplazamiento de
moléculas a través de la membrana celular se
realiza en dirección ascendente o en contra de un
gradiente de concentración o contra un gradiente
eléctrico de presión
(gradiente
electroquímico), es decir, es el paso
de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy
concentrado. Para desplazar estas sustancias contra corriente
es necesario el aporte de energía procedente del
ATP.
Las proteínas portadoras del transporte activo poseen
actividad ATPasa, que significa que pueden escindir el ATP para
formar ADP o AMP con liberación de energía de los
enlaces fosfato de alta energía.

2.1 Transporte Activo Primario o Contratransporte
(Antiport): "Bomba de Sodio y Potasio"

Se encuentra en todas las células del
organismo, encargada de transportar iones sodio hacia el
exterior de las células y al mismo tiempo
bombea iones de potasio desde el exterior hacia el interior,
lo que produce una diferencia de concentración de
sodio y potasio a través de la membrana celular que
genera un potencial eléctrico negativo dentro de las
células, muy importante en el impulso
nervioso.

Las concentraciones de los iones sodio
(Na+) y potasio (K+) deben ser de: el
sodio debe ser mayormente extracelular y el
potasio debe ser mayormente intracelular, en
condiciones normales y durante el periodo de reposo. Como
ambos iones tienen carga positiva, le dan una carga al

ambiente donde se encuentran; pero en
realidad, el espacio extracelular tiene carga positiva,
debido a la positividad del Na+, pero el espacio
intracelular, tiene carga negativa debido a que hay mayor
Na+ extracelular que K+ intracelular
aunque este también sea positivo. Es decir, hay mas
positividad afuera de
la célula; además, las

proteínas
intracelulares tienen carga
negativa, lo cual hace que intracelularmente haya una
positividad menor que la extracelular, a tal grado que el
espacio intracelular se considere negativo.

Por cada dos iones K+ que entran, salen
tres Na+. Esto le devuelve su estado
mayormente positivo al espacio extracelular. Estas cargas
intra y extracelulares le dan a la membrana una polaridad,
positiva en su cara extracelular y negativa en su cara
intracelular