BIOMEMBRANAS

FUNCIONES•Barrera física

•Control de tráfico

•Comunicación

célula con su medio

•Reconocimiento

intercelular

•Endo – exo citosis

COMPOSICIoN•Lípidos

•Proteínas

•Carbohidratos

•Simples

•Compuestas

•Mayor contenido

proteico

INTRINSECAS

EXTRINSECAS

GLUCOPROTEINAS

GLUCOLIPIDOS

FLUIDEZ DE

LAS MEMBRANAS

Movimiento

lateral

fosfolípidos

Transporte a través de membranas

DIFUSION

PASIVA AQUAPORINAS

( AQP )

Transporte a través de la membrana

1. Difusión pasiva

2. Vías específicas de la permeabilidad

• ACARREADORES

• CANALES

• ATP-ASA

Acarreadores o Transportadores

Son proteínas de las membranas que se unen al soluto de un lado de la membrana y lo sueltan al otro lado.

Son de tres tipos:

– 1-TIPO UNIPORT

– 2-TIPO SIMPORT

– 3-TIPO ANTIPORT

Acarreador Tipo 1 UNIPORTMueve solo 1 soluto

Clasificación de transportadores de GLUCOSA

TransportadorKt de D-glucosa Transporte (mM) Sustrato Sitios de expresión

GLUT-1 1-2 Glucosa, Galactosa, Manosa

Eritrocitos, sangre

GLUT-2 15-20 Glucosa , Fructosa Hígado, intestino, riñón, páncreas -células beta, cerebro

GLUT-3 1.8* Glucosa Cerebro y otros tejidos

GLUT-4 5 Glucosa Músculo esquelético y cardiaco, tejido adiposo

GLUT-5 6-11** Fructosa Intestino

El Glut 1 y Glut 4 son estimulados por la INSULINAEl Glut 2 es estimulado por altas concentraciones de GLUCOSA.

Acarreadores de Glucosa

Acarreador Tipo 2 SIMPORT

Cotransportadores

Mueve dos solutos simultáneamente hacia el mismo lado de la membrana.

Ej: acarreador Glucosa/Na+ de las células epiteliales del intestino delgado o del túbulo proximal del riñón, que introducen glucosa a las células

Acarreador Tipo 3 ANTIPORT

• INTERCAMBIADORES

• Mueven solutos en sentido contrario, como el intercambiador Na+/H+ de las células tubulares renales distales(los iones de sodio de la luz tubular pasan al interior de la célula mientras que los hidrogeniones se desplazan de la célula a la luz tubular)

• El intercambiador 3Na+/Ca++ (entran 3 Na+ por un Ca++ que sale de las células cardiacas).

CANALES

Son proteínas que atraviesan la bicapa lipídica con un centro que tiene un canal o túnel acuoso por el que pueden difundir iones.

Características:

• Su velocidad de transporte es alta.• Permiten el flujo de iones a favor de un gradiente de

concentración.• Son específicos (canales de Na+, K+. Ca++, Cl-).• Pueden inhibirse competitivamente.• Algunos tiene receptores.

CANALES

1.DEPENDIENTES DE VOLTAJE

• Poseen un sensor de voltaje que les permite abrirse o cerrarse a determinado voltaje, que es particular para cada canal.

• Entre estos canales están los canales de Na+, K+, Ca++, Cl- .

• Estos canales intervienen en los potenciales de acción de células eléctricamente excitables.

2. DEPENDIENTES DE RECEPTOR

Estos canales responden o se abren cuando una sustancia externa llamada AGONISTA estimula a un receptor que es parte de la estructura proteica del canal o a un receptor con estructura diferente al canal,

Activa la PROTEINA G, la cual activa el canal iónico mediante acoplamiento directo o indirecto.

La proteína G es una proteína reguladora de

nucleótido que une GTP. Es la proteína que traduce la

señal externa en un efecto biológico dentro de la

célula.

Cuando la señal llega a una proteína G ésta cambia

GDP por GTP (mientras se encuentra unida a la

proteína de membrana receptora de la señal). Luego,

la actividad inherente de GTPasa de la proteína G

convierte el GTP en GDP y se restaura el estado de

reposo.

CANALES ACTIVADOS POR RECEPTOR

3. PARTE DE SU ESTRUCTURA

• Receptor nicotínicode la acetilcolina del canal de sodio de la unión neuromuscular del músculo liso.

• Receptor GABA (ácido gamaaminobutírico) de los canales de cloro de las neuronas.

4. NO SON PARTE DE ÉL Y SE ACTIVAN POR LA PROTEÍNA G

• Receptor beta-adrenérgico del canal de calcio que activa el sistema de la adenilciclasa.

• Receptor muscarínico de la acetilcolina del canal de potasio de las células cardiacas, que activa el sistema de la fosfolipasa C.

ATP-ASA O BOMBAS Son proteínas que poseen dos funciones:

• HIDRÓLISIS O SÍNTESIS DEL ATP• TRANSPORTE DE SUSTRATOS A TRAVES DE LA MEMBRANA

La hidrólisis del ATP libera energía que es utilizada para el transporte de solutos contra un gradiente de concentración.

ATP ASA mejor estudiadas son:

• ATP asa H+.- transporta hidrogeniones• ATP asa Ca++.- transporta Ca++

• ATP asa Na+/K+ .-(Bomba de Sodio/Potasio) transporta sodio y potasio.• ATP asa H+/K+.- transporta H+ y K+.

ATP asa-H+ O ATP SINTETASA

Tiene como función SINTETIZAR ATP

A partir de ADP + Pi

Utilizando la energía generada por el transporte de electrones en la cadena respiratoria de la membrana interna mitocondrial.

ATP ASA Na+/K+

Tiene dos subunidades alfa y dos beta.

Las unidades alfa llevan a cabo la hidrólisis del ATP para generar energía y transportan iones de sodio y potasio a través de la membrana.

Las subunidades beta que son glucoproteinas aun no se conoce su función

ATPasa-Ca++.

• Tiene como función mantener una concentración de calcio intracelular menor que el exterior.

• Existe ATP asa-Ca++ en la membrana plasmática que saca calcio del citosol al exterior de la célula y ATP asa-Ca++ en el retículo sarcoplásmico que almacena calcio en él. En ambos casos, se utiliza energía por la hidrólisis de ATP.

• La hidrólisis de 1 mol de ATP transporta 2 moles de calcio.

• El flujo de 2 moles de calcio forma 2 moles de ATP a partir de ADP y Pi.

- Del griego hormona ( excitar , poner en

movimiento)

Las hormonas son sustancias segregadas por

células especializadas, localizadas en

glándulas

MENSAJEROS QUIMICOS EXTRACELULARES

-Interactúan con Receptores

específicos

- Provocan una respuesta

intracelular funcional o

metabólica

Características Generales de los

receptores Hormonales de las Membrana

Afinidad El mismo efecto

final puede ser

producido por

hormonas

diferentes

La misma

hormona puede

ser reconocida

por receptores

diferentes

El receptor por su alta afinidad puede reconocer una hormona entre millones de ellas

siempre que el complejo hormona/receptor active el mismo mecanismo intracelular

produciendo efectos distintos

RR

R

R

R

R

R

H

Interacción Hormonal con

RECEPTORESEl primer paso de la acción hormonal sobre una diana celular es

su unión con un receptor

DOS GRUPOS DE RECPETORES HORMONALES:

1)Receptores de la superficie celular

2)Receptores intracelulares

RECEPTORES INTRACELULARES

•Están ubicados dentro de la célula y son utilizadas por hormona esteroideas que penetran con facilidad la membrana plasmática o nuclear.

E interactúa con un receptor proteico intracelular

Complejohormona-receptor

Núcleo / genoma: activando o reprimiendo transcripción de genes

Control del metabolismo : mediante regulación intracelular de proteínas

Receptores de la Superficie

• Su activación:

Genera una gran cantidad de moléculas intracelulares llamadas

segundos mensajeros amplifican la señal hormona-

receptor la cual se produce por la activación de proteínas G.

Hormona“ primer mensajero” Receptor

de la membrana Plasmática

PROTEINA G

Traducción de la Señal :

Proteína G

Las proteínas G son transductores de membrana que llevan información.

En estado inactivounido a GDP

En estado activo unido a GTP

Interacción de una hormona con un receptor de membrana

La hormona G tiene tres subunidades alfa, beta y gamma.

La Subunidad alfa se une al GTP se disocia del la estructura y forma el complejo

Complejo Gα-GTP que activa la •Adenilciclasa• Fosfolipasa( de acuerdo al sistema de segundos mensajeros que vayan actuar)

SISTEMA DE SGUNDOS MENSAJEROS•Sistema del AMP CICLICO

•Sistema del FOSFATIDILINOSITOL

DIFOSFATO O PIP2

Sistema del AMP CICLICO

El AMPc (cíclico) o segundo mensajero estimula o inhibe una serie de procesos intracelulares, de acuerdo a su concentración

Pasos :

1.- La hormona abandona la sangre hacia la célula blanco

2.- La hormona se une al receptor que se encuentra en la

membrana de la célula blanco

3.- El receptor, con una conformación alterada, interacciona

con la proteína G teniendo lugar una proceso de intercambio

GTP GDP en la subunidad alfa la proteína G se disocia en un

dímero Gbg, un “complejo activo Ga-GTP

4.- El complejo Ga-GTP interacciona con la adenil ciclasa

(AC), una enzima situada en la cara interna de la membrana

plasmática. La AC así activada convierte rápidamente el ATP en

AMPc (AMP cíclico). La biosíntesis del AMPc o segundo

mensajero en el citoplasma constituye el resultado de la

transmisión de la señal desde la hormona extracelular hasta el

interior de la célula.

5.- En cuanto se ha formado el AMPc se activa la Proteincinasa

A (PK-A).

Sistema del FOSFATIDILINOSITOL DIFOSFATO o PIP2

estimulo hormonal activa una reacción que

genera DOS MENSAJEROS: el IP3 (Inositol

trifosfato) y el DG (diacilglicerol).

El PIP2

(FOSFATIDIL INOSITOL DIFOSFATO) es un fosfolípido que se encuentra en la membrana celular

El IP3 estimula la liberación de calcio de las reservas intracelulares del retículoendoplásmico.

El DG (Diacilglicerol) activa una enzima la Proteína cinasa C (PKA C), la cual requiere del calcio para su activación

PROTEÍNAS QUINASAS

Los segundos mensajeros actúan en el medio intracelular activando enzimas del grupo de las PROTEINAS QUINASAS

Producen fosforilación de proteínas celulares que ocasionan múltiples efectos fisiológicos

Las proteínas quinasas mejor caracterizadas son:PROTEINA QUINASA A (PKA, dependiente del AMPc)PROTEINA QUINASA G (PKG, dependiente del GMPc)PROTEINA QUINASA C (PKC, dependiente del DG)PROTEINA QUINASA Ca2+/CaM (dependiente de Ca2+

y caldmodulina)