sábado, 6 de septiembre de 2014

Equilibrio Tipo Donnan

EQUILIBRIO DE GIBBS DONNAN

El equilibrio de Gibbs - Donnan es el equilibrio que se produce entre los iones que pueden atravesar la membrana y los que no son capaces de hacerlo. Las composiciones en el equilibrio se ven determinadas tanto por las concentraciones de los iones como por sus cargas.Cuando partículas de gran tamaño cargadas eléctricamente, como las proteínas, que no se difunden a través de una membrana semipermeable están presentes en un compartimento fluido como el vascular, atraen los iones cargados positivamente y repelen los iones cargados negativamente (tal y como aparece en la figura). Como consecuencia de ello, se establece un gradiente eléctrico y sendos gradientes de concentración de los iones, estos dos últimos iguales y de signo opuesto. En el equilibrio, los productos de las concentraciones iónicas de cada lado de la membrana son iguales. En consecuencia, la concentración de partículas es desigual a ambos lados de la membrana y se establece un gradiente osmótico en dirección hacia el compartimiento que contiene las proteínas. Esta presión osmótica en el equilibrio de Gibbs-Donnan es de unos 6-7 mm de Hg. El efecto de Donnan sobre la distribución de los iones difusibles es importante en el organismo a causa de la presencia en las células y en el plasma.

TEORÍA RETICULAR.


La doctrina de la neurona es la idea, fundamental hoy en día, según la cual las neuronas son la estructura básica y funcional del sistema nervioso. La teoría fue desarrollada por Santiago Ramón y Cajal a finales del Siglo XIX y postulaba que las neuronas son células discretas (no conectadas para formar un tejido), entidades genética y metabólicamente distintas, que tienen cuerpo celular y expansiones (axón y dendritas), y que la transmisión neuronal es siempre unidireccional (desde las dendritas hasta los axones).

TEORÍA CELULAR


Los conceptos de materia viva y célula están estrechamente ligados. La materia viva se distingue de la no viva por su capacidad para metabolizar y autoperpetuarse, además de contar con las estructuras que hacen posible la ocurrencia de estas dos funciones; si la materia metaboliza y se autoperpetúa por sí misma, se dice que está viva.

La célula es el nivel de organización de la materia más pequeño que tiene la capacidad para metabolizar y autoperpetuarse, por lo tanto, tiene vida y es la responsable de las características vitales de los organismos.
En la célula ocurren todas las reacciones químicas que nos ayudan a mantenernos como individuos y como especie. Estas reacciones hacen posible la fabricación de nuevos materiales para crecer, reproducirse, repararse y autorregularse; asimismo, produce la energía necesaria para que esto suceda. Todos los seres vivos están formados por células, los organismos unicelulares son los que poseen una sola célula, mientras que los pluricelulares poseen un número mayor de ellas.
Si consideramos lo anterior, podemos decir que la célula es nuestra unidad estructural, es la unidad de función y es la unidad de origen; esto, finalmente es lo que postula la Teoría celular moderna. Llegar a estas conclusiones no fue trabajo fácil, se requirió de poco más de doscientos años y el esfuerzo de muchos investigadores para lograrlo.
Quienes postularon la Teoría celular formaron parte de este grupo y entre ellos podemos mencionar a Robert Hooke, René Dutrochet, Theodor Schwann, Mathias Schleiden y Rudolph Virchow. Es importante hacer notar que el estudio de la célula fue posible gracias al microscopio, el cual se inventó entre los años 1550 y 1590; algunos dicen que lo inventó Giovanni Farber en 1550,mientras que otros opinan que lo hizo Zaccharias Jannsen hacia 1590.

A Robert Hooke se le menciona porque fue el primero en utilizar la palabra "célula", cuando en 1665 hacía observaciones microscópicas de un trozo de corcho. Hooke no vio células tal y como las conocemos actualmente, él observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas, ordenadas de manera semejante a las celdas de una colmena; para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula.
En 1824, René Dutrochet fue el primero en establecer que la célula era la unidad básica de la estructura, es decir, que todos los organismos están formados por células.
Para 1838 Mathias Schleiden, un botánico de origen alemán, llegaba a la conclusión de que todos los tejidos vegetales estaban formados por células. Al año siguiente, otro alemán, el zoólogo Theodor Schwann extendió las conclusiones de Schleiden hacia los animales y propuso una base celular para toda forma de vida.
Finalmente, en 1858, Rudolf  Virchow al hacer estudios sobre citogénesis de los procesos cancerosos llega a la siguiente conclusión: "las células surgen de células preexistentes" o como lo decía en su axioma "ommni cellula e cellula".
La Teoría Celular, tal como se la considera hoy, puede resumirse en cuatro proposiciones:
1. En principio, todos los organismos están compuestos de células.
2. En las células tienen lugar las reacciones metabólicas de organismo.
3. Las células provienen tan solo de otras células preexistentes.
4. Las células contienen el material hereditario.
Si consideramos lo anterior, podemos decir que la célula es nuestra unidad estructural, ya que todos los seres vivos están formados por células; es la unidad de función, porque de ella depende nuestro funcionamiento como organismo y es la unidad de origen porque no se puede concebir a un organismo vivo si no esta presente al menos una célula.

Microscopio

El ser humano posee el sentido de la vista desarrollado. Sin embargo, no se pueden ver a simple vista cosas que midan menos de una décima de milímetro. Y muchos de los avances en química, biología y medicina no se hubieran logrado si antes no se hubiera inventado el microscopio.
El microscópio es un instrumento que nos permite aumentar el tamaño de las imágenes para conseguir un mayor poder de resolución. Esto revolucionó el estudio  de los seres vivos.
Los primeros  microscópios fueron construidos hacia el año 1600 por Daniela Giraldo Jimene, por Galileo, según la opinión de los italianos, o por Zacharias Janssen, según los holandeses. Las primeras publicaciones importantes en el campo de la microscopía aparecieron entre el  1660 y el 1665.
  Sobre mediados del siglo XVII, un comerciante holandés, Anton Van Leeuwenhoek, utilizando microscopios simples de fabricación propia, describió por primera vez protozoos, bacterias, espermatozoides y glóbulos rojos.
 Durante el siglo XVIII, los estudios fueron realizados por  Isaac Newton y Leonhard Euler. Durante este siglo, el microscopio tuvo varios adelantos mecánicos, los cuales aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso, aunque, por el momento no se desarrollaron mejoras ópticas.

PARTES

        -OCULAR: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo.

   -El TUBO Óptico se puede acercar o alejar de la preparación mediante un TORNILLO        MACROMÉTRICO o de grandes movimientos que sirve para realizar un primer enfoque.

    -REVÓLVER: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos. La esfera se sulee llamar CABEZAL Y contiene los sistemas de lentes oculares (monoculares o binoculares (2 lentes)).


    - BRAZO : Es una pieza metálica de forma curvada que puede girar; sostiene por su extremo superior al Tubo Óptico y en el inferior lleva varias piezas importantes.
    
    -PLATINA: Lugar donde se deposita la preparación.


    -OBJETIVO: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta.


    - PINZAS DE SUJECION.- Parte mecánica que sirve para sujetar la preparación. La mayoría de los microscopios modernos tienen las pinzas adosadas a un carro con dos tornillos, que permiten un avance longitudinal y  transversal de la preparación. 


    -CONDENSADOR: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación. El condensador de la parte de abajo también se llama FOCO y es el que dirige los rayos luminosos hacia el condensador.


    -TORNILLOS DE ENFOQUE: Macrométrico que aproxima el enfoque y micrométrico que consigue el enfoque correcto.


    - BASE. Sujeccion de todo el microscopio.


   Sobre la PLATINA se coloca la preparación que se va a observar  con un Orificio central por el que pasa la Luz procedente del Espejo. El ESPEJO con una cara plana y otra cóncava, está montado sobre un eje giratorio ubicado en la zona más inferior del brazo por debajo de la Platina.








viernes, 5 de septiembre de 2014

Potencial de membrana

Potencial de membrana


El potencial de membrana es el resultado de la separación de cargas positivas y negativas a través de una membrana celular. Esta separación, cargas positivas en el exterior de la membrana de una célula en reposo, es posible debido a que la bicapa lipídica actúa como una barrera para la difusión de los iones y da lugar a la generación de una diferencia de potencial. Esta diferencia toma valores de 60 a 70 mV.

Cuando la concentración de potasio es muy alta dentro de la célula y muy baja fuera de ella a esto se le llama permeabilidad selectiva los iones de potasio pero a ningunos más. A causa del enorme gradiente de concentración entre el potasio interior y el exterior, los iones de potasio muestran fuerte tendencia a difundirse hacia fuera. Al difundirse se llevan consigo cargas positivas hacia el exterior generando un estado de electropositividad fuera de la membrana y de electronegatividad en el interior debido a los aniones negativos que no se difunden al exterior junto con el potasio. Esta nueva diferencia de potencial rechaza los iones positivos de potasio en dirección retrograda desde el exterior hacia el interior. 

De una mejor manera para entender como son las etapas o periodos del potencial acción a continuación son las siguientes:


Periodo de Latencia (-70mv): Todos los canales para el sodio como los del potasio están regulados por el voltaje manteniéndose en su estado de reposo.

Periodo Generador (-55mv): al alcanzar este voltaje de -55mv se aperturan los canales para el sodio produciendo una despolarización alcanzando lo que se denomina el umbral. Principio del todo o nada; donde estos canales del sodio regulados por dicho voltaje producen un potencial de acción.

Periodo de despolarización (0mv): acá en este periodo el sodio entra bruscamente debido al gradiente de concentración, lo que hace que se despolarice aun mas la membrana abriéndose mas canales para el sodio lo que produce que el potencial de membrana se invierta.

Sobretiro (30mv): los canales para potasio se comienza abrir. Mientras que el sodio llega a su punto máximo y se cierran sus canales para no permitir el paso de este ion.

Periodo de repolarizacion (0mv): los canales del sodio siguen cerradas sus puertas de voltaje, mientras que se abren más puertas de voltaje para el potasio.

Post potencial negativo hiperpolarizacion (-90mv): es una polarización negativa superior a lo normal. Se cierran los canales del potasio y se activa la bomba Na/K ATPasa ya que ayuda a restaurar la polaridad de la membrana.

Periodo refractario absoluto (inhibidor): no se puede iniciar un segundo potencial acción hasta que se alcance un estimulo nuevamente


Periodo refractario relativo: se puede iniciar un segundo potencial si el estimulo llega a ser superior al umbral.


jueves, 4 de septiembre de 2014

Canales Ionicos, Propiedades Bioelectricas de la membrana.

CANALES IONICOS


Los canales iónicos son proteínas integrales de la membrana que permite el paso selectivo de algunos iones, en la presencia de algún estímulo. Son principalmente importantes en células excitables, como las neuronas y los músculos. De hecho, todo el trabajo de las neuronas está relacionado a la función de los canales iónicos. Los canales iónicos catalizan directamente el flujo de iones que provoca los cambios de voltaje a través de una membrana y, simultáneamente actúan como sensores de señales fisiológicas, como cambio de voltaje o cambio en la concentración de un ligando, organizando los cambios eléctricos de la neurona. (Miller, 1992).

Función de los canales ionicos

a) Permiten el flujo de iones a su través a una velocidad muy  superior a la de cualquier otro sistema    biológico (108 iones/seg frente a 103 iones/seg que mueve un transportador o una ATPasa con función de bomba iónica). El flujo de iones que atraviesa cada canal  puede medirse como una corriente eléctrica, que puede producir  rápidos cambios en el potencial de membrana.


    b) Son capaces de discriminar qué iones pasan a su través, es decir, que presentan selectividad iónica.
    
  c)  En respuesta a un estímulo, las proteínas del canal son capaces de adoptar diversos estados conformacionales.

Canales iónicos dependientes de voltaje

Canales iónicos activados por voltaje son una clase de canales iónicos transmembrana que son activados por cambios en la diferencia de potencial eléctrico cerca de la canal; estos tipos de canales iónicos son especialmente crítico en las neuronas, pero son comunes en muchos tipos de células.
Ellos tienen un papel crucial en los tejidos neuronales y musculares excitables, lo que permite una despolarización rápida y coordinada en respuesta a la activación de cambio de voltaje. Se han encontrado a lo largo del axón y en la sinapsis, los canales iónicos dependientes de voltaje direccionalmente propagan señales eléctricas.

Estructura

Por lo general, se componen de varias subunidades dispuestas de tal manera que hay un poro central a través de los cuales los iones pueden viajar por sus gradientes electroquímicos. Los canales tienden a ser iónico específico, aunque los iones de tamaño similar y cargada a veces pueden viajar a través de ellos.

Algunos ejemplos son:

 los canales de sodio y de potasio dependientes de voltaje de nervios y músculos. los canales de calcio dependientes de voltaje que juegan un papel en la liberación de neurotransmisores en las terminaciones nerviosas presinápticas.

Canales regulados por ligandos (quimico)

Los canales iónicos abren en respuesta a la unión de determinados neurotransmisores u otras moléculas. Este mecanismo de abertura es debido a la interacción de una substancia química (neurotransmisor u hormonas) con una parte del canal llamado receptor, que crea un cambio en la energía libre y cambia la conformación de la proteína abriendo el canal. Los ligandos regulan la apertura de canales de los receptores.Estos canales son llamados ligando dependientes y son importantes en la transmisión sináptica. Los canales ligando dependientes tienen dos mecanismos de abertura:
ñ por unión del neurotransmisor al receptor asociado al canal (receptores ionotrópicos, receptores activados directamente);
ñ por unión del neurotransmisor al receptor que no está asociado al canal. Esto provoca una cascada de eventos enzimáticos, una vez que la activación de proteínas G promueve la abertura del canal debido a la actuación de enzimas fosforiladoras.
En el caso de los canales activados por ligando, el sensor es una región de la proteína canal que se encuentra expuesta ya sea al exterior o al interior de la membrana, que une con gran afinidad una molécula específica que lleva a la apertura o cierre al canal.

Canales mecanosensibles (mecanica)

Canales iónicos regulados por un impulso mecánico que abren en respuesta a una acción mecánica. Los canales mecanosensibles, como los que se encuentran en los corpúsculos de Pacini, se abren por el estiramiento que sufre la membrana celular ante la aplicación de presión y/o tensión. El mecanismo sensor en esta última clase de canales no es claro aún, sin embargo, se ha propuesto que los ácidos grasos de la membrana actúan como los agentes sensores mediante la activación de fosfolipasas unidas la membrana1 o bien se ha propuesto que participa el citoesqueleto que se encuentra inmediatamente por debajo del canal.

Rol biológico de los canales ionicos

Los canales iónicos son especialmente importantes en la transmisión del impulso eléctrico en el sistema nervioso. De hecho, la mayor parte de las toxinas que algunos organismos han desarrollado para paralizar el sistema nervioso de depredadores o presas (como por ejemplo el veneno producido por escorpiones, arañas, serpientes y otros) funcionan obstruyendo los canales iónicos. La alta afinidad y especificidad de estas toxinas ha permitido su uso como ligandos para la purificación de las proteínas que constituyen los canales iónicos. Muchos agentes terapéuticos median sus efectos por la interacción con estas proteínas, como por ejemplo alguno agentes ansiolítico, antihipertensivo, antiarrítmico, etc.
Los canales iónicos se presentan en una gran variedad de procesos biológicos que requieren cambios rápidos en las células, como en el corazón, esqueleto, contracción del músculo, transporte de iones y nutrientes a través de epitelios, activación de linfocitos T o liberación de insulina por las células beta del páncreas. Los canales iónicos son un objetivo clave en la búsqueda de nuevos fármacos.



PROPIEDADES BIOELECTRICAS DE LA MEMBRANA



La membrana plasmática representa una barrera física entre el interior celular y su medio circundante. Diversos mecanismos permiten la transferencia decargas eléctricas,principalmente iones,a través de la membrana,haciendo posible no sólo la comunicación entre ambos espacios,sino la generación de determinadas señales biológicas.Los fenómenos eléctricos celulares pueden considerarse equivalentes a los observados en circuitos eléctricos,ya que responden a las mismas leyes físicas;Todas las células poseen una diferencia de potencial entre el interior y el exterior celular que se denomina potencial de membrana y que se debe a la existencia de gradientes de concentración iónica a ambos lados de la membrana y a diferencias en la permeabilidad relativa dela membrana celular a las distintas especies iónicas presentes. Además,las células eléctricamente excitables (células musculares,células secretoras y neuronas) ejercen sus funciones generando señales eléctricas en términos de cambios del potencial de membrana. Estas señales eléctricas pueden ser:señales breves y de gran amplitud (potenciales de acción),cuya función es transmitir la información rápidamente y a grandes distancias; respuestas máslentas y de menor voltaje que controlan la excitabilidad y,por lo tanto,tienenuna importante función integradora; y señales de bajo voltaje (potencialessinápticos),resultantes de la acción sináptica. Estas modificaciones del potencial de membrana resultan de cambios conformacionales de proteínas estructurales de la membrana plasmática,llamados canales iónicos,que provocan variaciones de la permeabilidad selectiva de la membrana a los iones. Las señales eléctricas en la célula se pueden propagar de forma pasiva como resutado de las propiedades eléctricas de la membrana. Este tipo de actividad eléctrica (que se denomina pasiva,por contraposición a las respuestas activas que entrañan cambios de la permeabilidad de membrana) es de extremada importancia funcional por cuanto determina la extensión espacial y el curso tempo-ral de las señales subumbrales
    Entonces la membrana plasmatica tiene propiedades biolectricas que la hacen comparable a un chip de computadora, de hecho la célula es una unidad biológica de procesamiento de datos.

-        Capacidad electrica:También llamada capacitancia, es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica y es medida en faradios . El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La capacidad eléctrica es siempre una cantidad positiva, dependiendo además de la geometría del condensador considerado, que puede ser de placas paralelas (como la membrana celular), cilíndrico o esférico. Otro factor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. 

-        Conductividad: depende de la estructura atómica y molecular del material.La conductividad eléctrica es una medida de la capacidad de un material para dejar circular libremente las cargas eléctricas. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material y de la temperatura y tiene una relación directa con el campo eléctrico.

-        Campo electrico: La presencia de una carga eléctrica en una región del espacio modifica las características de dicho espacio dando lugar a un campo eléctrico. Es decir, podemos considerar un campo eléctrico como una región del espacio cuyas propiedades han sido modificadas por la presencia de una carga eléctrica, de tal modo que al introducir en dicho campo eléctrico una nueva carga eléctrica, ésta experimentará una fuerza


-        Liotrópico significa que están formados por agregados de moléculas anfipáticas (moléculas que poseen en su misma estructura, regiones hidrofóbicas e hidrofílicas), como los fosfolípidos de la membrana. El prefijo nano es utilizado para denotar la milmillonésima (billonésima) parte o el multiplicar por un factor de 10-9. Su símbolo es n. Por ej: nanotecnología, nanosegundo, nanómetro, etc.



Transporte Grueso

TRANSPORTE GRUESO


Algunas sustancias más grandes como polisacáridos, proteínas y otras células cruzan las membranas plasmáticas mediante verios tipos de transporte grueso: 

Endocitosis: es el proceso mediante el cual la sustancia es transportada al interior de la célula a través de la membrana. 

Se conocen tres tipos de endocitosis:

Fagocitosis: en este proceso, la célula crea una proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudopodos que rodean la partícula sólida. Una vez rodeada, los pseudopodos se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica 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.

Pinocitosis: en este proceso, la sustancia a transportar es una gotita o vésicula de líquido extracelular. En este caso, no se forman pseudópodos, sino que la membrana se repliega creando una vesícula pinocítica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado, la membrana de la vesicula vuelve a la superficie de la célula. De esta forma hay un tráfico constante de membranas entre la superficie de la célula y su interior.

Endocitosis mediante un receptor : este es un proceso similar a la pinocitosis, con la salvedad que la invaginación de la membrana sólo tiene lugar cuando una determinada molécula, llamada ligando, se une al receptor existente en la membrana. Una vez formada la vesícula endocítica está se une a otras vesículas para formar una estructura mayor llamada endosoma. Dentro del endosoma se produce la separación del ligando y del receptor: Los receptores son separados y devueltos a la membrana, mientras que el ligando se fusiona con un liposoma siendo digerido por las enzimas de este último. Aunque este mecanismo es muy específico, a veces moléculas extrañas utilizan los receptores para penetrar en el interior de la célula. Así, el HIV (virus de la inmunodeficiencia adquirida) entra en las células de los linfocitos uniéndose a unas glicoproteínas llamadas CD4 que están presentes en la membrana de los mismos.

Bienvenidos

Bienvenidos

Este Blog te permitirá conocer sobre el Transporte Celular es decir el proceso por el cual la célula necesita expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes del líquido extracelular, esto es posible a la capacidad de la membrana celular que permite el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias y sus características, la importancia de este Blog radica en que la presentación del contenido es de manera dinámica ya que aquí podrás encontrar imagenes y vídeos acerca la información necesaria para el conocimiento de dicha temática.

Briceño. M, Gonzalez. G, Gonzalez R.