Apuntes:Transporte activo, fisiología (Roa)

> **Transporte molecular.**
>
>
>
>
>
>
>

* > Transferencia de partículas a tráves de un medio fluido o gaseoso.
>
>
* > Cada partícula posee masa y energía.
>
>
* > El transporte se debe a la diferencia de concentración de las partículas en regiones adyacentes.
>
>

>
>
>
> ECUACION GENERAL DE TRANSPORTE Fuerza impulsora FLUJO = FLUJO = Resistencia Conductancia x Fuerza impulsora
>
>
> Para que haya transporte debe existir una fuerza, la fuerza impulsora es la diferencia de concentraciones que crea la diferencia quimíca. Al movimiento se opone la resistencia. Es la ley de Ohm.
>
>
> 1/resistencia=conductancia, que permitirá que se mueva, si la conductancia es 0 no habrá flujo, si aumenta será mayor. Si la resistencia aumenta hay menos flujo.
>
>
> **Flujo:** cantidad de materia que atraviesa perpendicularmentea un área determinada por unidad de tiempo. Masa/tiempo área=tasa de transferencia. Velocidad de difusión.
>
>
> Masa I tiempo área Tasa de transferencia
>
>
> A mayor fuerza, mayor será el flujo. Gráficos: G= conductancia
>
>
> Flujo Fuerza impulsora FUERZA IMPULSORA
>
>
> Controlando la conductancia se podrá controlar el flujo, en si la conductancia controla el flujo.
>
>
> Flujo Flujo G>GI G < Gl Fuerza impulsora = Conductancia x Fuerza impulsora
>
>
> En la difusión la fuerza impulsora es el gradiente de concentración, cuyo flujo es la división entre masa y tiempo.
>
>
> TIPO DE FLUJO Difusión Corriente eléctrica Filtración agua (Bulk Flow) Osmosis (Flujo agua) Fuerza impulsora Gradiente de Concentración Gradiente eléctrico Flujo \* masa / tiempo Ampere (Q/t) Gradiente de presión Volumen / tiempo hidrostática Gradiente de presión Volumen / tiempo osmótica \* expresado por area unitaria (1 cm2)
>
>
> **TRANSPORTE:** Caracteristicas principales.
>
>
> Transporte pasivo (G menor a 0): difusión simple (membrana) y facilitada (canales ionicos y transportadores)Favor del gradiente.
>
>
> Transporte activo (G mayor a 0): primario (bombas ATPasa) y secundario o acoplado (co y contra transportadores). Contra del gradiente. La fuente de energía permite sumar un delta G negativo que predominará.
>
>
> **Difusión simple a tráves de membrana.**
>
>
> Archivo:Media/image6.png
>
>
> Difusión depende de: área de membrana, solubilidad de lipídos, gradiente de concentración y grosor de membrana (distancia, es un fenómeno que ocurre en el tiempo. Esto genera una cinética no saturada, no habrán reacciones, a mayor concentración el flujo será mayor. LA DIFUSIÓN SIMPLE NO SE SATURA.
>
>
> (moles/min g12 一 FLUJO Cl N ETICA N 0 SATURADA 冖 Concentraciön]
>
>
> **Transporte mediado por proteínas. (Todos, pasivo y activo)**
>
>
>
>
>

* > Específico.
>
>
* > Cinética saturada.
>
>
* > Presenta competencia entre sustratos similares.
>
>

>
>
>
> Que sea saturado significa que a medida que aumenta la concentración, el flujo tiene a saturarse. Esto ocurre por un limitado número de transportadores, no son capaces de más.
>
>
> FLUJO (moles/min cm2) CINETICA SATURADA [Concentración]
>
>
> El transportador o canal:
>
>
> Sustrato se une a transportador, forma un complejo y eso se disocio, de forma que el flujo tiene la siguiente curva:
>
>
> FlujO =
>
>
> Km= mide la sensibilidad, donde se llega a la mitad de la velocidad máxima
>
>
> - 4—'1/2 V Facilitated transport Passive diffusion 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Concentración glucosa (mM)
>
>
> .
>
>
> **Inhibición competitiva por sustrato similar.**
>
>
> Glucosa y galáctica, disminuye el transporte de glucosa, ya que el transportador esta transportando galactosa.
>
>
> control + galactose apparent Ict 20 50 Glucose Concentration (rntvo
>
>
> **Difusión facilitada.**
>
>
>
>
>

* > Proceso pasivo, movimiento neto de moléculas (con o sin carga) de una zona de alta a una zona de baja concentración.
>
>
* > Esta mediada por proteínas (transportadoras o canales).
>
>
* > Los canales tienen permeabilidad selectiva, y permiten el paso de iones a favor de sus gradientes electroquímicos.
>
>
* > Cinética saturada.
>
>

>
>
>
> **Transporte activo.**
>
>
>
>
>

* > Catalizador el flujo de una sustancia en contra de su gradiente electro químico, con energía.
>
>
* > Dos clases: según fuente de energía.
>
>

* > Primario: hidrolisis de atp.
>
>
* > Secundario: acoplado a un gradiente electro químico.
>
>
* > Cinética saturada.
>
>

>
>
>
> **Canal:** proteína integral que transporta iones o agua debido a gradientes electro químicos. Tienen un poro físico.
>
>
> **Transportador:** proteína integral con afinidad por un sustrato especifico, que es translocado a tráves de la membrana. (Carrier)
>
>
> Transported rmla:ule or ion Cbtransgorted ion Transportador Co-transportador Counter-transported ion Contra-transportador
>
>
> TIPOS DE TRANSPORTES Tipo Difusión simple Difusión de agua Difusión facilitada: Transportador Difusion facilitada: Canales iónicós Activo Primario Contra- transportador Co-transportador Especie Urea Agua Glucosa Iones HC03- y Cl- Na+ Y glucosa Molécula Membrana Canales y Membrana GLUT Canales ATPsa Na+ Banda 3 Glucosa dependiente Fuente de Energía Gradiente químico Gradiente osmótico A [Glucosa] Gradiente electroquímico Hidrólisis del ATP A [HC03-] Carga No No No Si Si Si/ No Si
>
>
> **Difusión de partículas no cargadas:** difusión simple.
>
>
> Difusión: movimiento espontáneo al azar de partículas, debido a su energía térmica desde áreas de mayor concentración a áreas de menor energía. (Delta C, gradiente de concentración). Lo importante es el movimiento neto, ya que siempre habrá un movimiento al azar y espontáneo en el otro sentido. Para que esten en equilibrio (sigue habiendo flujo), el flujo neto es cero.
>
>
> No todas las difusiones tienen la misma velocidad, depende de la energía, la partícula, la resistencia del medio
>
>
> 00 0
>
>
> .
>
>
> **Primera Ley de Fick:** describe matemáticamente la tasa de difusión de las partículas en función del gradiente de concentración.
>
>
> Aout DIFFUSION Ain
>
>
> Dice que el flujo (mol/s) es igual al coeficiente de difusión, el área y la gradiente de concentración con respecto a la distancia x.
>
>
> dC/dx J = D A dC/dx Flujo soluto (mol/s) Gradiente de concentración C con respecto a la distancia x (mol/cm3). Area de la interfase (1 cm2) Coeficiente de difusión (cm2/s).
>
>
> El flujo depende de un gradiente de difusión por la fuerza impulsora.
>
>
> **Coeficiente de difusión D(Stokes-Einstein):** depende de la temperatura, de las propiedades de la sustancia que difunde y de la naturaleza del medio a tráves del cual se realiza la difusión. Se mueve más rápido con temperatura.
>
>
> Archivo:Media/image17.png
>
>
> **Permeabilidad: \***para que haya flujo en un sistema sin carga, dependerá de la permeabilidad.
>
>
> P = D lx (cm/s) D, coeficiente de difusión y x = espesor de la membrana Si se asume que el gradiente de concentración es lineal a medida que cruza la membrana, la ley de Fick se formula: J = Dix (Cl - C2) p (Cl - C2)
>
>
> Net Movanent 0 一 Pi 冖 0 一 , Ci2) " Pi x ACi 2
>
>
> **Curso temporal de la difusión**.
>
>
> El tiempo requerido para que ocurre el 50% de la difusión es proporcional al cuadrado de la distancia. Imagen rara: movimiento de difusión, camino irregular que tarda más tiempo.
>
>
> Una molécula de 3,3 KD (5.5 g) se debería mover a 100 km/h. Pero, las colisiones intermoleculares la forzarán a efectuar un camino tortuoso (paseo al azar). Si se considera Io anterior, la distancia (AX) recorrida en el tiempo será de acuerdo a la Ecuación de Einstein:
>
>
> El tiempo requerido para que ocurra el 50% de la difusión sobre una distancia x, es proporcional al cuadrado de la distancia.
>
>
> Existen coeficientes de difusión para iones y moléculas, si son muy grandes es poco. El oxigeno se demora en difundir, necesita 3,9 minutos para atravesar la piel (no es factible).
>
>
> Table 1. Diffusion coefficient values for selected ions and small and large molecules. Note: The diffusion coefficient varies with temperature and is also a function of the medium in which diffusion occurs. The values shown are for diffusion in water (H20) at 25 •C. Ion Imolecule Ammonia (NH3) Oxygen (02) Carbon dioxide (C02) Urea Glucose Sucrose Hemoglobin DNA Atomic/N401ecular Weight (g/mol) 1,00 22,99 39,10 40,08 35,45 17,03 32,00 44,01 60,06 180,16 342,30 68000 - 6000000 Diffusion Coefficient (cm2/s) 9,31 x 10-5 1,33 X 1,96 x 10-5 0,79 x 10•5 2,03 x 1,51 x ICS 2,10 x ICS 1,97 x 10•5 1,38 5.00 x 5,23 x 6,90 x 1,300 x
>
>
> La difusión estará limitada por la velocidad.
>
>
> Time required for diffusion of 02 Distance Of Approximate time diametro = 100 pm diffusion 10 nm 50 nm 100 nm 1 pm 10 pm 100 um 1 mm 1 cm 10 cm required 23,8 ns 595 ns 2,4 ps 238 ps 23,8 ms 3,9 min 6,6 hours 27,6 days C02 02 D= 2.1 x 10-5 cm2/s
>
>
> Importante La difusion no es suficiente en animales grandes, sobre 100 a 200 micrómetros, la difusión es lenta. Requiere de bombea activo para aumentar la velocidad de transporte. Requiere de sistemaos circulatorios y respiratorios complejos. **La sangre se mueven por la acción de bombas, el corazón y el pulmón.**
>
>
> Block Diagram of the Circulatory System Heart Lungs Vena Large Veins Small Small Veins enules
>
>
> ZOdJe'OO"•1V 8 山 coed
>
>
> Gasto cardíaco normal, un glóbulo rojo en pasar por el sistema alveolo pulmonar, en el ejercicio aumenta el gasto cardíaco, eso significa que la sangre pasa mas veces por el pulmón en la misma unidad de tiempo. Por lo tanto, va a pasar más rápido. Si la membrana esta muy gruesa, el oxigeno se va a demorar mucho tiempo en pasar y el glóbulo rojo va a pasar a más velocidad, por lo que no se logra el equilibrio, llevando a la sensación de falta de oxígeno.
>
>
> Engrosamiento de la membrana basal, disminuye la difusión.
>
>
>
>
>