Fisiología- Taller 1) Explique la Osmolaridad y dé un ejemplo con una solución de uso médico. Entendemos como concentración osmótica, o normalmente conocida como osmolaridad al número de concentración de partículas osmolares expresadas en osmoles por litro de solución. Es decir, es la medida para identificar la concentración total de sustancias en disoluciones médicas. Un ejemplo de la osmolaridad con una solución de uso médico: Para este ejemplo contamos con la solución Albúmina humana al 20% está indicada para tratar: - Tratamiento del shock secundario a quemaduras, traumatismos, - Quemaduras. - Pancreatitis aguda hemorrágica. - Colapso tóxico. - Traumatismo cerebral y edema cerebral. - Cirrosis hepática, síndrome nefrótico e hipoalbuminemia crónica. - Distrofia del lactante, shock y colapso. Entre otros casos. Su osmolaridad se calcula de la siguiente manera: Albumina al 20% (5cc 200g/mol) Peso molecular: 101,96 g/mol 20𝑔 𝑑𝑒 𝐴𝑙𝑏𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎 = 0.196 𝑥 1000 = 196 𝑥 2 = 392𝑚𝑂𝑚𝑜𝑙/𝐿 101,96 2) ¿Qué es el Efecto Donnan y cuál es su relación con los procesos de transporte de moléculas a través de la membrana celular? Este efecto se da cuando existe un ion en un lateral de la membrana que no puede difundir o pasar a través de esta, la distribución de los demás iones a los cuales la membrana es permeable sufren una serie de cambios, DonnanGibbs demostraron que, en presencia de un ion no disfusible, los iones difusibles se distribuyen para al alcanzar el equilibrio, sus concientes de concentración son iguales, entonces se podría decir que el efecto de Donnan es la distribución de iones de tal forma que sufren cambios electroquímicos hasta llegar a un equilibrio, la relación que tiene el efecto Donnan con los procesos de transporte de las moléculas a través de la membrana celular es debido a las membranas semi-permeables ya que las proteínas no se difunden y gracias a eso es que se puede dar el efecto. 3) Explique el Transporte Activo Secundario a nivel celular y su papel en la regulación del pH intracelular. El transporte Activo Secundario, su nombre se debe a que la energía que utiliza dicho transporte procede secundariamente, proviene de la energía que se ha almacenado en diferentes concentraciones iónicas de sustancias moleculares o iónicas secundarias entre los dos laterales de una membrana celular, que se produjo a través de un transporte activo primario. Se dice que cuando los iones se transportan al exterior de la célula utiliza una cantidad de gradiente de concentración de ion sodio mediante la membrana celular con grandes concentraciones elevadas en el exterior de la célula y una concentración baja en el interior. El gradiente se toma como un almacén, donde se encontrará energía ya que el exceso de sodio en el exterior de la membrana siempre intenta difundir o pasar a través de esta. Existen dos tipos de transporte activo secundario: 1) El cotransporte o también conocido como Sin-porte se da cuando la energía de difusión del sodio puede arrastrar otras sustancias junto con el sodio a través de la membrana celular. Para que esto ocurra es necesario un proceso llamado mecanismo de acoplamiento, donde el transportador actúa como punto de unión tanto como para el ion sodio, como para la sustancia que va a cotransportar. Una vez que esto ocurre el gradiente de energía hace que el ion sodio y la otra sustancia sean transportados juntos hacia el interior de la célula. (Las sustancias viajan en una misma dirección) 2) El Contratransporte o también llamado Anti-porte los iones sodios intentan pasar a través de la membrana al interior por su gran gradiente de concentración pero en este caso la sustancia que viajara está en el interior de la célula y tiene que transpórtense al exterior, por lo tanto el ion de sodio se une a la sustancia transportadora en el punto exacto en el que esta va hacia la superficie exterior de la membrana. Mientras que la sustancia que se va a contratransportar se une a la parte interior de la proteína transportadora. Y una vez que ambos se han unido se produce un cambio conformacional y la energía liberada por la acción del ion sodio que se mueve hacia el interior hace que la otra sustancia se mueva hacia el exterior. (Las sustancias viajan en sentidos contrarios). El papel del transporte activo secundario en la regulación del pH intracelular se debe a que el proceso llamado Antiportador Sodio/ hidrogeno es un transportador glicoprotéico de tipo contra-transporte como su nombre lo indica, su función se basa en la regulación del pH intracelular, la regulación del volumen celular y en la respuesta celular a muchas Hormonas y Mitógenos. 4) ¿Cómo están estructurados los receptores de membrana? Los receptores que se encuentran en la membrana son variados, pero se pueden clasificar en dos grandes grupos, estos serían: Los receptores de la superficie de la membrana y los receptores intracelulares, que como su nombre lo dice se encuentran en el interior de la membrana. En primer lugar los receptores de superficie celular esta conformados por proteínas que están entrelazadas a la membrana por medio del ligando en la parte exterior de la célula, en este tipo de caso el ligando no tiene que cruzar la membrana plasmática, desde ese punto de vista, varios tipos de moléculas incluyendo moléculas hidrofilias pueden servir como conexión. En las Extracelulares podemos definir tres tipos de regiones protéicas: 1) Un dominio extracelular que se une al ligando 2) Un dominio hidrofóbico que va a través de la membrana y 3) Un dominio intracelular que transmite la señal. Se puede decir que el tamaño y la estructura de las regiones anterior mente nombras puede variar mucho, en relación a el tipo de receptor y la región hidrofóbica ´puede caracterizarse de varios tramos de aminoácidos que traspasan la membrana. Hay una variabilidad en los tipos de receptores de superficie celular, pero aquí solo mencionare tres tipos comunes: canales de iones activados por ligando, receptores acoplados a proteínas G y receptores tirosina-quinasa. Con respecto a los receptores intracelulares, también son proteínas pero estas se encuentran en el interior de la célula, usualmente en el citoplasma o en el núcleo de esta, son pequeñas e hidrofóbicas, ya que debe de pasar la membrana plasmática para poder relacionarse con sus receptores, un ejemplo de esta. Por ejemplo, los receptores principales de las hormonas esteroideas hidrofóbicas, como las hormonas sexuales estradiol y testosterona, son intracelulares. 5) ¿Qué son las proteínas G y cuál es su mecanismo de acción? Realice un dibujo esquemático. Son proteínas relacionadas al trifosfato de guanosina (GTP) Las proteínas G son de diferentes tipos pero todas se unen al nucleótido trifosfato de guanosina (GTP), al que pueden degradar (hidrolizar) para formar GDP. Tienen tres subunidades: α, β y γ. Su mecanismo de acción es el siguente; una proteína G unida a GTP está activa o "encendida", mientras que si está unida a un GDP, estará inactiva o "apagada". Las proteínas G que se asocian a GPCR son de un tipo compuesto por tres subunidades conocido como proteínas G heterotriméricas. Cuando se unen a un receptor inactivo, están en su forma "apagada" (unidas a un GDP). Por ejemplo, en el sistema de segundos mensajeros del monofosfato de adenosina cíclico (AMPc), las proteínas G acoplan el receptor hormonal a la adenilato ciclasa. Diagrama del ciclo de señalización del GPCR. 1. Cuando una molécula señalizadora se une al GPCR, la subunidad alfa de la proteína G cambia el GDP por GTP. 2. La subunidad alfa se disocia de las subunidades beta y gama e interactúa con otras moléculas, lo que finalmente desencadena una respuesta celular (en algunos casos, las subunidades beta y gama también participan en la señalización). 3. El GTP se hidroliza a GDP y la molécula señalizadora se desprende del receptor. 4. La subunidad alfa vuelve a unirse al receptor y a las subunidades beta y gama. El ciclo puede repetirse cuando ocurre una nueva unión entre el ligando y el receptor. Imagen modificada de "Moléculas señalizadoras y receptores celulares: Figura 5", de OpenStax College, Biología (CC BY 3.0). Sin embargo, la unión con un ligando cambia el panorama: el GPCR se activa y hace que la proteína G cambie el GDP por GTP. La proteína G activada se divide en dos piezas (una de ellas se denomina subunidad α, la otra consiste de las subunidades β y γ), que se separan del GPCR. Las subunidades pueden interactuar con otras proteínas, lo que desencadena una vía de señalización que conduce a una respuesta. Finalmente la subunidad α hidroliza el GTP a GDP, lo que inactiva la proteína G. Luego la proteína G inactiva se reensambla como una unidad de tres partes asociada al GPCR. La señalización celular que utiliza receptores asociados a proteína G es cíclica y puede repetirse una y otra vez en respuesta a la unión con el ligando.
