1. Unidad 6: Fisiología Celular

2. • La regulación del intercambio de sustancias ocurre a nivel de la
célula individual y es realizado por la membrana celular
• La membrana celular regula el paso de materiales hacia dentro y
fuera de la célula, una función que hace posible que la célula
mantenga su integridad estructural y funcional
• Esta regulación depende de interacciones entre la membrana y
los materiales que pasan a través de ella
Cómo entran y salen sustancias de la célula

3. ¿Cómo entran y salen sustancias de la célula?
El intercambio de sustancias que se da a través de las
membranas ocurre en general en medio acuoso, en un medio
fluido
¿y qué es un fluido?
Un fluido es cualquier sustancia en estado líquido o gaseoso que
puede moverse o cambiar de forma en respuesta a fuerzas
externas sin romperse

4. ¿Cómo entran y salen sustancias de la célula?
Esa concentración va a ser diferente a un lado y al otro de la
membrana lo que va a generar un gradiente
¡¿Y que es un gradiente?!
Este intercambio en medio acuoso va a estar determinado por la
concentración de la sustancia
que es el número de moléculas en una unidad de
volumen determinada

5. Indica cuál es la dirección en la
que cambia mas rápidamente
la concentración y el potencial
eléctrico de una solución no
homogénea
Las partículas se van a mover
desde donde esa sustancia se
encuentra mas concentrada
hacia donde está mas diluida y
desde donde tiene mayor
potencial eléctrico hacia
donde tiene menor potencial
eléctrico
Gradiente
Es la diferencia de
concentración de soluto que
existe entre dos soluciones o
medios

6. El movimiento por las membranas ocurre tanto por
transporte pasivo como por transporte que requiere
energía, activo
Moléculas
hidrofóbicas
Pequeñas
moléculas polares
Moléculas
polares grandes
Moléculas
cargadas
Etanol
Transporte Pasivo Transporte Activo

7. Transporte Activo
No pueden pasar a favor
del gradiente
Transporte Pasivo
Pasan a favor del
gradiente
Gasto de Energía

8. Transporte pasivo
Las sustancias se mueven a favor del gradiente de concentración,
carga eléctrica o presión
Sin gasto de energía
Los gradientes ofrecen la energía potencial para efectuar el
movimiento y controlan la dirección
La membrana plasmática actúa como un filtro regulando las moléculas
que pueden cruzar, influyendo en la frecuencia y en la velocidad del
movimiento, pero no en la dirección
Transporte Activo
Las sustancias se mueven en contra del gradiente de concentración,
carga eléctrica o presión
Requiere energía
Los transportadores de la membrana plasmática controlan la
dirección del movimiento utilizando energía química a partir del
metabolismo celular para originar el movimiento en contra de los
gradientes

9. Energía

10. Flujo global: es
el movimiento
general, en
grupo, de las
moléculas de
agua y solutos
disueltos
Transporte Pasivo: movimiento a favor de los
gradientes de concentración
El agua y los solutos se encuentran entre las principales sustancias
que entran y salen de las células

11. Transporte Pasivo: movimiento a favor de los
gradientes de concentración
La difusión implica el
movimiento al azar de
particulas y resulta en el
movimiento neto a favor de
un gradiente de
concentración
Este proceso es más
eficiente cuando la
superficie es mayor con
relación al volumen, cuando
la distancia implicada es
corta y cuando el gradiente
de concentración es
pronunciado

12. Transporte Pasivo
Difusión simple
• Es el proceso por el cual se produce un flujo neto de moléculas a
través de una membrana permeable sin que exista un aporte
externo de energía
• Se encuentra determinado por una diferencia de concentración
entre los dos medios separados por la membrana
• El agua, los gases, las moléculas solubles en lípidos y las
moléculas pequeñas y polares difunden a través de la capa de
fosfolípidos
• La velocidad de difusión simple es función del gradiente de
concentración, del tamaño de la molécula y de qué tan
fácilmente se disuelva en los lípidos (su liposolubilidad)

13. Difusión simple

14. Osmosis
Es la difusión del agua a través de una membrana semipermeable,
permite el paso de agua, pero que impide el movimiento de la
mayoría de los solutos
La ósmosis da como resultado la transferencia neta de agua de una
solución que tiene un potencial hídrico mayor a una solución que
tiene un potencial hídrico menor
Transporte Pasivo
La difusión del agua se ve afectada por la concentración de soluto
disuelto en ella, es cuantitativa

15. Solución: una mezcla homogénea formada por un disolvente
y por uno o varios solutos
Isotónico: dos o más soluciones que tienen el mismo número de partículas
disueltas por unidad de volumen y, por lo tanto, el mismo potencial hídrico
Hipotónico: es aquella solución que tiene menor concentración de soluto
de dos o mas soluciones
Hipertonica: es aquella solución que tiene mayor concentración de soluto
de dos o mas soluciones

16. Osmosis
Isotónico Hipertónico Hipotónico

20. Difusión facilitada: Transporte mediado por proteínas de
membrana
• Las membranas celulares en cuyo interior confluyen las colas
hidrofóbicas de las moléculas de lípidos son una barrera
formidable para los iones y la mayoría de las moléculas hidrofílicas
• El transporte de sustancias hidrofílicas o cargadas, depende de
proteínas integrales de membrana que actúan como
transportadores, transfiriendo a las moléculas hacia uno y otro
lado de la membrana sin que entren en contacto con su interior
hidrofóbico
• Se pueden distinguir dos tipos principales de proteínas de
transporte: las llamadas proteínas transportadoras o “carrier” y las
proteínas formadoras de canales

22. Las proteínas “carrier” que se encuentran en la membrana
plasmática o en la membrana que rodea a las organelas son
altamente selectivas
Lo que determina qué molécula puede transportar es la estructura
de la proteína
Difusión facilitada: Transporte mediado por proteínas de
membrana

23. Difusión facilitada: Transporte mediado por proteínas de
membrana
Uniporte: un soluto en particular se mueve directamente a través
de la membrana en una dirección

24. Difusión facilitada: Transporte mediado por proteínas de
membrana
Simporte dos solutos
diferentes se mueven a
través de la membrana,
simultáneamente y en el
mismo sentido
El gradiente de
concentración de uno de los
solutos transportados,
impulsa el transporte del
otro
Cotransporte de iones Na+ a
favor de su gradiente
impulsa el cotransporte de
moléculas de glucosa

25. Difusión facilitada: Transporte mediado por proteínas de
membrana
Antiporte: dos solutos diferentes se mueven a través de la
membrana, simultánea o secuencialmente en sentidos opuestos
La bomba Na+-K+ es un ejemplo de antiporte

29. • Las proteínas que forman canales no se
unen al soluto, forman poros
hidrofílicos que atraviesan la
membrana permitiendo exclusivamente
el pasaje de iones (canales iónicos)
• El tipo de ion se selecciona de acuerdo
al tamaño y a la carga
• Los canales iónicos se encuentran
generalmente cerrados que impide el
pasaje indiscriminado de iones por el
poro
• Los canales pueden abrirse como
respuesta a distintos tipos de
estímulos, permitiendo el pasaje de un
ion específico a través de la membrana
Difusión facilitada: Transporte mediado por canales

32. Transporte Activo: movimiento a través de la
membrana que requiere energía
• Ocurre contra gradientes de concentración y con gasto de energía
• Nutrientes que están menos concentrados en el ambiente que en
el citoplasma de la célula
• Iones de sodio y calcio en las células del cerebro, se deben
mantener en concentraciones más bajas dentro de las células que
en el fluido extracelular
• Para deshacerse de sustancias como bacterias o proteínas
grandes, que son demasiado grandes para difundirse por una
membrana, independientemente de los gradientes de
concentración

33. Transporte Activo: movimiento a través de la
membrana que requiere energía
En el transporte activo, las proteínas de
membrana utilizan energía celular para
pasar moléculas individuales al otro lado
de la membrana plasmática en contra de
sus gradientes de concentración
Las proteínas de transporte activo
atraviesan la membrana y tienen dos
sitios activos:
Un sitio activo reconoce
una molécula en particular, digamos un
ión de sodio y se une a él
El segundo sitio se une a
una molécula portadora de energía,
generalmente el ATP

34. El ATP cede energía a la proteína,
haciendo que ésta cambie de
forma y mueva al ión a través de la
membrana
Las proteínas de transporte activo
con frecuencia reciben el nombre
de bombas
Las bombas de la membrana
plasmática son vitales en la
absorción de minerales en los
intestinos y para mantener los
gradientes de concentración en las
neuronas
Transporte Activo: movimiento a través de la
membrana que requiere energía

35. Transporte Activo: movimiento a través de la
membrana que requiere energía
Bomba sodio-potasio
a. Un ion Na proveniente del
citoplasma se une a la
proteína de transporte
b. Esto ocurre con gasto de
energía proveniente del ATP,
que se hidroliza y une un
grupo fosfato(P) a la
proteína, liberándose
ADP(difosfato de adenosina)

36. Bomba sodio-potasio
c. Un cambio en la conformación
de la proteína que hace que el
sodio(Na) sea liberado afuera de la
célula.
d. Un ion K en el espacio
extracelular se inserta en la
proteína de transporte, que en esta
conformación tiene mas afinidad
por el K que por el Na

37. Bomba sodio-potasio
e. La unión del K libera el
grupo fosfato, esto induce
un cambio de
conformación y el ion K
es liberado en el
citoplasma

38. Bomba sodio-potasio

42. Mantenimiento de la
osmolaridad y del volumen
celular
Absorción y reabsorción de moléculas
Potencial eléctrico de membrana
Transducción de señales
Bomba sodio-potasio

45. Transporte mediado por vesículas
Ocurre cuando la célula tiene que introducir o expulsar
macromoléculas o partículas grandes
Endocitosis
La endocitosis es el proceso celular, por el que la célula mueve
hacia su interior moléculas grandes o partículas
Se puede dar por evaginación, invaginación o por mediación de
receptores, formando una
vesícula se incorpora al citoplasma. Esta vesícula, llamada
endosoma, luego se fusiona con un lisosoma que realizará la
digestión del contenido vesicular

46. Endocitosis

47. Endocitosis

48. Tres tipos de endocitosis
a-Fagocitosis: el contacto entre la membrana plasmática y una
partícula sólida induce la formación de prolongaciones celulares que
envuelven la partícula, englobándola en una vacuola
Luego, uno o varios lisosomas se fusionan con la vacuola y vacían sus
enzimas hidrolíticas en el interior de la vacuola
Endocitosis

49. Citoplasma
Digestión
enzimatica
Citoplasma

50. b-Pinocitosis: ocurre cuando la membrana celular se invagina,
formando una vesícula alrededor del líquido del medio externo que
será incorporado a la célula
Una parte muy pequeña de membrana plasmática se hunde, y el
contenido del fluido extracelular se introduce en el citoplasma,
mediante una pequeña vesícula
Endocitosis

53. c- Endocitosis mediada por receptor:
las sustancias que serán transportadas al interior de la célula
se unen a los receptores específicos presentes en la
membrana plasmática
Los receptores se encuentran concentrados en zonas
particulares de la membrana(depresiones) o se agrupan
después de haberse unido a las moléculas que serán
transportadas
Endocitosis
Cuando las depresiones están
llenas de receptores con sus
moléculas específicas unidas, se
ahuecan y se cierran formando
una vesícula

54. La célula puede captar ciertas
más eficientemente por medio
de la endocitosis mediada por
receptor.
La mayor parte de las
membranas plasmáticas
cuenta con muchos receptores
proteicos en sus superficies
externas, cada uno con un sitio
de unión para una molécula de
nutriente en particular
Endocitosis
Endocitosis mediada por receptor

57. • (del griego “fuera de la célula”)
• Es utilizada por parte de las células para deshacerse de materiales
no deseados, productos de desecho de la digestión o para
secretar materiales
• Durante la exocitosis, una vesícula creada por el aparato de Golgi
se mueve hacia la superficie celular
• Una vez allí, la membrana de la vesícula se fusiona con la
membrana plasmática
• La vesícula se abre al fluido extracelular y su contenido se difunde
hacia fuera
Exocitosis

58. Exocitosis