COMUNICACIN CELULAR: MENSAJEROS QUMICOS

HOMEOSTASIS CELULARDra. Cremer - 2014

Compartimientos lquidos

Barreras entre compartimientos

Sorteando la barrera entre el LIC y el LEC: Transporte a travs de la Membrana celular

Casos particulares de transporteP-glycoprotein (P-gp) Transloca sustratos/desechos fuera de la clula

Barreras como lmites entre el medio externo e interno: Epitelios de intercambio

Una pistaProtenas de adhesin y sealizacin

Barrera entre lquido intravascular e intersticial:Transporte a travs del endotelio capilar

Integrando.

Las Barreras y la Composicin de los compartimientos

En resumen. los tres compartimientos tienen la misma osmolaridad pero distinta composicinhay gradientes para potasio, calcio, cloro y sodio pero distinta permeabilidad las protenas y fosfatos no atraviesan las barreras pero se debe cumplir con el Principio de electroneutralidad

Entonces???? Equilibrio Gibbs-Donnan Efecto Donnan: la existencia de aniones indifusibles de un lado de la membrana semipermeableprovoca la redistribucin de los iones difusibles

Y el sodio???las protenas y fosfatos ejercen un efecto osmtico cuando existen barreras que limitan su libre difusin

conlleva a la concentracin de partculas para mantener la electroneutralidad: presin osmtica

por efecto osmtico el agua tiende a ingresar a la clula no se desarrolla fuerte presin hidrosttica que se oponga al paso de agua porque la membrana es distensible

..llevara a la lisis celularpero???

Cules son las consecuencias celulares esperables del Efecto Donnan??

Qu pas ???hace a la membrana plasmtica funcionalmente impermeable al sodio

mantiene exceso de cationes sodio fuera de la clula y retiene as cloro fuera de la clula por atraccin electrosttica

mantiene los gradientes de sodio, cloro y potasio

bomba Na/K-ATPasa

Analizando el efecto Donnan en la barrera epitelial endotelial plasma e intersticio

- El agua tiende a entrar a los capilares.. Entonces qu pasa???

El agua se mueve hasta equilibrar los compartimientosQu pasa si cambia la composicin de uno de los compartimientos?Cambios deconcentracin de solutosa uno de los lados de la membrana modificar el movimiento de agua por smosisLa osmolaridad y volumen LEC tienen una regulacin sistmica por mecanismos homeostticos

La composicin y volumen del LIC tiene una regulacin individualizada de cada clula

Qu ocurre cuando las clulas estn expuestas a ambientes con distinta osmolaridad?El osmolito ms efectivo es el sodioDextrosa y urea son osmolitos inefectivos

Por qu hablar de tonicidad?

Porque describe el efecto que producir la osmolaridad efectiva de una solucin sobre el volumen celular

por el efecto de las partculas que no atraviesan la membrana semipermeable

Tpico ejemploCmo mantiene la clula su volumen ante modificaciones en la tonicidad del LEC?Con la deshidratacin el LEC disminuye y su osmolaridad aumenta

si se corrige muy rpidamente la deshidratacin rehidratando en un corto plazo de tiempo, qu ocurre?

Un ejemplo prctico: el cerebro y la deshidratacin - rehidratacin

Las clulas cerebrales pierden agua y reducen su volumen

El mecanismo regulatorio de volumen se pone en marcha con ingreso de iones y la sntesis de osmolitos para aumentar el volumen celularSe produce una rpida entrada de agua a las clulas cerebrales que aumentan su volumen y pueden causar la muerte celular

Las correcciones del la osmolaridad y volumen del LEC deben hacerse lentamente

Por qu son importantes los mecanismos de regulacin del volumen celular ?

Cambios de tonicidad del LEC son constantesTracto gastrointestinalRinEpidermis

Otra consecuencia de la Composicin de los Compartimientos .

El potencial de membrana depende del in Potasio y de los proteinatosPolaridad de la membrana: existe una diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la membrana

POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSOCmo se genera esta diferencia de potencial?LECLIC+++++------ 65 mVVmLICLECK+100mMK+4mMNa+150 mMNa +15 mMCl-150 mMCl-13 mMPr-PO-2DISTRIBUCIN ASIMTRICA DE IONESDiferentes gradientes de difusin y permeabilidad Permeabilidad selectivaPotencial de equilibrioLICLECK+

K+

++++++++-------

Fuerza elctrica- 80 mVVK+Flujo neto = 0Pr-PO-2LICLECK+

K+

Na+VNa+= 62 mVNa +

Cl-VCl-= -65 mVCl-

Cmo se mantienen los gradientes?+++++++++

---------

Fuerza impulsora:Vm-Vin

LICLECK+

K+

Na+

Na +

Cl-Cl-

+++++++

--------

Nuevamente la BOMBA Na-K ATPasa3 Na+2 K+ATPTambin colabora con la generacin de la diferencia de potencial: es una bomba electrognicaPermeabilidad selectiva de la membranaComposicin del LIC y LECDifusin de potasioEfecto protenas intracelularesEfecto Donnan que genera diferencia de potencialBomba Na-K ATPasa

En Resumen.. cmo se genera y mantiene el potencial de membrana?POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSOVm= - 65 mV

Ecuacin de Goldman-Hodking-KatzVm= 2.3 RT log PK+[K+]e + PNa+[Na+]e zF PK+[K+] i + PNa+[Na+]iValor predictivo: qu ocurrir si aumenta el K+ extracelular?LICLECK+100mMK+10mMNa+150 mMNa +15 mMCl-150 mMCl-13 mM-50 mVVmCul es la consecuencia de que el Vm sea menos negativo?La neurona modelo de clula excitable

EXCITABILIDADfacultad de entrar en accin bajo la influencia de un estimulanteAquellos cuyas MEMBRANAS tienen la facultad de responder ante un estmuloTEJIDOS EXCITABLESPROPIEDADES DE LA MEMBRANAexcitabilidadconductibilidadCmo responde la membrana?Generando POTENCIALES DE ACCINcambio de polaridad de la membrana,ante estmulos supraumbrales, rpido y reversible, siempre de la misma intensidad, con capacidad de propagarse para actuar como una seal de transmisinPOTENCIAL DE ACCION: cambio de polaridad de la membrana, ante estmulos supraumbrales, rpido y reversible, siempre de la misma intensidad, con capacidad de propagarse para actuar como una seal de transmisinpara generar un potencial de accin se requiere una despolarizacin de la membrana que supere un nivel crtico: el UMBRAL

Nivel de despolarizacin del Vm a partir del cual comienzan a abrirse canales voltaje dependientes

POTENCIAL UMBRALQu procesos ocurren entre el potencial de membrana y el umbral?POTENCIALES LOCALES- Potencial generador o receptor

- Potenciales post-sinpticosAlteran el Vm haciendo ms o menos excitable la membrana

Se modifica el valor del umbral por cambios en la composicin del medio interno? .

Hipokalemia

HiperkalemiaNo, se modifica la facilidad de llegar al umbral al modificar el potencial de membranaCuanto ms cercanos el Vm y el umbral ms excitable es la membranaPuede llegar a ser autoexcitable?

POTENCIAL DE ACCION: cambio de polaridad de la membrana, ante estmulos supraumbrales, rpido, reversible, siempre de la misma intensidad, con capacidad de propagarse para actuar como una seal de transmisin

Potencial de Accin: caractersticasmVTiempo0-20-40-60-80-100 20 4060-120Amplitud (mV)Duracin (mseg)Frecuencia (unidad/tiempo)39

Cmo se desarrolla el potencial de accin?

Recordar: cambios debidos a potenciales locales

Conductancias, Fases y Periodos

POTENCIAL DE ACCION: cambio de polaridad de la membrana, ante estmulos supraumbrales,rpido, reversible, siempre de la misma intensidad, con capacidad de propagarse para actuar como una seal de transmisin

Si el potencial de accin tiene amplitud constante, cmo podemos diferenciar las caractersticasde los estmulos?

CODIGO de frecuencia NEURONAL

Mecanismo de Transmisin Sinpticahttp://www.physiologyweb.com