BIOFISICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES.pptx

Biofísica de las membranas celulares

1. BIOFISICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES Dra. Carla León Aparicio

2. TEMATICA A DESARROLLAR TEMA 3. BIOFÍSICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES Y DE LAS MACROMOLÉCULAS Constitución de las membranas celulares: fosfolípidos, colesterol, proteínas integrales y proteínas de superficie. Permeabilidad selectiva de la membrana celular Sistemas dispersos Difusión. Tipos de difusión: difusión simple y facilitada. Transporte activo. Mecanismos de trasporte activo. Tipos y ejemplos. Bombas de sodio y potasio Ecuación del potencial electroquímico Comportamiento osmótico. Equilibrio de Gibbs Donan

3. INTRODUCCIÓN

4. COMPARTIMIENTOS

5. GENERALIDADES La membrana celular presenta una estructura llamada bicapa lipídica, esto es: una membrana delgada que forma una barrera relativamente impermeable al agua, hecha de dos capas de moléculas de lípidos. Separa el ambiente extracelular del intracelular. Está compuesta por una bicapa lipídica y proteínas, y en algunos casos también contiene carbohidrato. Los lípidos que la componen son, en orden de abundancia: fosfolípidos, colesterol y glicolìpidos . Poseen un extremo hidrófilo o polar y otro hidrófobo o no polar

6. FUNCIÓN DE LA MEMBRANA CELULAR La membrana celular es una estructura fundamental en todas las células vivas. Algunas de las principales funciones de la membrana celular son: Protección: La membrana celular protege a la célula de posibles daños y la mantiene aislada del entorno externo. Regulación del transporte: La membrana celular regula el movimiento de sustancias hacia y desde la célula, permitiendo el ingreso de nutrientes y la eliminación de desechos. Reconocimiento celular: La membrana celular tiene proteínas y glúcidos que ayudan a las células a reconocerse entre sí, lo que es fundamental para la comunicación y la interacción celular. Adhesión celular: La membrana celular también juega un papel importante en la adhesión celular, permitiendo que las células se adhieran entre sí y formen tejidos y órganos. Transducción de señales: La membrana celular es la primera barrera que una señal extracelular debe cruzar para entrar en la célula y activar una respuesta. La membrana celular también puede actuar como un receptor para ciertas señales, como hormonas y neurotransmisores.

7. COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA CELULAR

8. La bicapa lipídica está formada principalmente por fosfolípidos, que tienen una cabeza polar hidrófila y una cola no polar hidrófoba. Estas moléculas se organizan en una doble capa, con las cabezas polarizadas hacia el exterior y las colas hidrófobas hacia el interior de la membrana. Los fosfolípidos pueden estar acompañados de colesterol, que ayuda a estabilizar la membrana y disminuir su fluidez.

9. https://www.youtube.com/watch?v=4VTZRM0aZ1M Las proteínas de la membrana pueden ser integrales, es decir, atravesar toda la bicapa lipídica, o periféricas, que se encuentran en la superficie de la bicapa. Estas proteínas cumplen diversas funciones, como transportar sustancias a través de la membrana, recibir señales extracelulares, o formar canales para permitir el paso de iones y moléculas específicas. Los carbohidratos se encuentran unidos a las proteínas y lípidos en la superficie de la membrana, formando lo que se conoce como glucocáliz . Este conjunto de moléculas actúa como una capa de reconocimiento, permitiendo que la célula pueda interactuar con otras células y su entorno.

10. PERMEABILIDAD SELECTIVA DE LA MEMBRANA CELULAR La membrana celular tiene una permeabilidad selectiva, lo que significa que permite el paso de ciertas moléculas y iones a través de la bicapa lipídica y las proteínas de membrana, mientras que restringe el paso de otras moléculas. Esta permeabilidad selectiva se debe a las propiedades de la bicapa lipídica y las proteínas de membrana, que pueden interactuar selectivamente con las moléculas y iones que pasan a través de ellas. La bicapa lipídica es impermeable a la mayoría de las moléculas y iones polares, debido a que las cabezas hidrófilas de los fosfolípidos interactúan con el agua, mientras que las colas hidrófobas no lo hacen. Por lo tanto, las moléculas y los iones polares necesitan la ayuda de proteínas de membrana, como canales iónicos y transportadores, para atravesar la membrana.

11. Las proteínas de membrana son específicas para ciertas moléculas y iones, y pueden interactuar selectivamente con ellos a través de sitios de unión específicos. Por ejemplo, los canales iónicos están diseñados para permitir el paso de iones específicos, como el sodio o el potasio, y tienen un diámetro y una carga que se adaptan a estos iones. Los transportadores de membrana, por otro lado, tienen sitios de unión específicos para moléculas específicas, como la glucosa, y se abren y cierran para permitir el paso de las moléculas a través de la membrana. Además, la membrana celular también puede regular su permeabilidad selectiva mediante procesos como la fosforilación de las proteínas de membrana y la modulación de la cantidad de proteínas de membrana en la superficie celular. Por ejemplo, en respuesta a estímulos ambientales, las células pueden aumentar o disminuir la cantidad de proteínas de membrana para regular la cantidad de moléculas y iones que pasan a través de la membrana. En resumen, la permeabilidad selectiva de la membrana celular se debe a las propiedades de la bicapa lipídica y las proteínas de membrana, que pueden interactuar selectivamente con las moléculas y iones que pasan a través de ellas. Esta permeabilidad selectiva es esencial para mantener la homeostasis celular y permitir el intercambio selectivo de moléculas y iones con el entorno extracelular.

12. La membrana celular es una estructura altamente selectiva y regulada que controla el intercambio de sustancias entre el ambiente extracelular y el intracelular. Su funcionamiento se basa en dos mecanismos principales: la difusión pasiva y la transporte activo.

13. MEMBRANA CELULAR COMO SISTEMA DISPERSO la membrana celular es un sistema disperso compuesto por diferentes componentes, como lípidos, proteínas, carbohidratos y moléculas pequeñas, que se organizan en una bicapa lipídica. Esta organización de componentes es esencial para el funcionamiento de la membrana celular y la regulación del intercambio selectivo de moléculas y iones con el entorno extracelular. En biofísica, los sistemas dispersos se refieren a sistemas que consisten en una fase dispersa y una fase continua. En el contexto de la membrana celular y las macromoléculas, la fase dispersa se refiere a las moléculas o componentes individuales que forman la estructura de la membrana o la macromolécula, mientras que la fase continua se refiere al medio acuoso que rodea la membrana o la macromolécula.

14. En el caso de la membrana celular, la fase dispersa consiste en los lípidos, proteínas, carbohidratos y moléculas pequeñas que se organizan en la bicapa lipídica, mientras que la fase continua es el medio acuoso intracelular o extracelular en el que la membrana está sumergida. La membrana celular es un sistema disperso de dos fases que actúa como una barrera selectiva para el intercambio de moléculas y iones entre el interior y el exterior de la célula. En el caso de las macromoléculas, como las proteínas y los ácidos nucleicos, la fase dispersa se refiere a las unidades monoméricas que se unen para formar la estructura tridimensional de la macromolécula. La fase continua es el medio acuoso en el que la macromolécula está sumergida, y la interacción de la macromolécula con este medio acuoso es esencial para su función biológica. El estudio de los sistemas dispersos es importante en la biofísica porque la organización y las propiedades físicas de las fases dispersas y continuas son críticas para la función biológica de las membranas celulares y las macromoléculas. El conocimiento de cómo se organizan y cómo interactúan estos componentes es esencial para comprender la biología a nivel molecular y para desarrollar terapias médicas y tecnologías biomédicas avanzadas.

15. LIQUIDO EXTRACELULAR (LEC) Es el líquido que se encuentra fuera de las células en el cuerpo humano y es uno de los dos principales compartimentos de fluidos corporales, junto con el líquido intracelular (LIC). El LEC se encuentra en los espacios entre las células (líquido intersticial) y en los vasos sanguíneos (plasma sanguíneo). La composición del LEC es crítica para mantener el equilibrio hídrico y electrolítico en el cuerpo. El LEC contiene una variedad de sustancias, como: Electrolitos: Los electrolitos son iones cargados, como el sodio ( Na +), el cloruro (Cl-), el potasio (K+), el calcio (Ca2+) y el magnesio (Mg2+), que son importantes para la función celular y la regulación del equilibrio hídrico. Nutrientes: El LEC contiene glucosa, aminoácidos, lípidos y otros nutrientes que son necesarios para la función celular y el metabolismo. Productos de desecho: El LEC también contiene productos de desecho, como dióxido de carbono y urea, que deben ser eliminados del cuerpo. Proteínas: El plasma sanguíneo, que forma parte del LEC, también contiene una variedad de proteínas, como la albúmina y las globulinas, que desempeñan diversas funciones, incluyendo el transporte de sustancias y la regulación de la presión osmótica. El equilibrio adecuado de los componentes del LEC es crítico para mantener una función celular adecuada y la homeostasis corporal. Los trastornos que afectan la composición del LEC, como la deshidratación o los desequilibrios electrolíticos, pueden tener efectos graves en la salud.

16. LIQUIDO INTRACELULAR (LIC) El líquido intracelular (LIC) es el líquido que se encuentra dentro de las células en el cuerpo humano y es uno de los dos principales compartimentos de fluidos corporales, junto con el líquido extracelular (LEC). El LIC representa aproximadamente el 60% del peso corporal total y es crítico para la función celular adecuada. La composición del LIC es crítica para mantener el equilibrio hídrico y electrolítico en el cuerpo. El LIC contiene una variedad de sustancias, como: Electrolitos: Los electrolitos son iones cargados, como el sodio ( Na +), el potasio (K+), el calcio (Ca2+) y el magnesio (Mg2+), que son importantes para la función celular y la regulación del equilibrio hídrico. Nutrientes: El LIC contiene glucosa, aminoácidos, lípidos y otros nutrientes que son necesarios para la función celular y el metabolismo. Productos de desecho: El LIC también contiene productos de desecho, como dióxido de carbono y urea, que deben ser eliminados del cuerpo. Proteínas: El LIC contiene una variedad de proteínas, como enzimas y proteínas estructurales, que desempeñan diversas funciones, como la regulación de la función celular y la reparación del daño celular. El equilibrio adecuado de los componentes del LIC es crítico para mantener una función celular adecuada y la homeostasis corporal. Los trastornos que afectan la composición del LIC, como la acidosis o los desequilibrios electrolíticos, pueden tener efectos graves en la salud.

17. Componente Líquido intracelular (LIC) Líquido extracelular (LEC) Agua 70% 20% Sodio (Na+) 10 mM 145 mM Potasio (K+) 140 mM 4 mM Calcio (Ca2+) 0.0001 mM 1 mM Magnesio (Mg2+) 1-2 mM 0.5 mM Cloruro (Cl-) 4 mM 100 mM Bicarbonato (HCO3-) 10 mM 25 mM Proteínas 50-100 mg/dL 5-9 g/dL Glucosa 100 mg/ dL 70-110 mg/dL Ácidos grasos libres 0.2 mM 0.02 mM Esta diferencia en la composición entre el LIC y el LEC es fundamental para el correcto funcionamiento del cuerpo humano, ya que permite la regulación del equilibrio hídrico y electrolítico, así como la correcta función celular.

18. OSMOLARIDAD La osmolaridad es una medida de la cantidad de partículas osmóticamente activas en una solución. Se expresa en osmoles por litro ( Osm /L) y se refiere a la capacidad de una solución para atraer agua a través de una membrana semipermeable. En una solución, las partículas osmóticamente activas pueden ser iones, moléculas pequeñas, como la glucosa, o partículas más grandes, como las proteínas. Estas partículas pueden generar una presión osmótica que puede atraer agua a través de una membrana semipermeable. La osmolaridad se utiliza en medicina para evaluar el equilibrio de líquidos y electrolitos en el cuerpo, ya que los cambios en la osmolaridad pueden afectar la distribución de agua entre los compartimentos intracelular y extracelular. Una solución con una osmolaridad más alta que la del líquido intracelular puede provocar la salida de agua de las células y causar deshidratación celular, mientras que una solución con una osmolaridad más baja puede provocar la entrada de agua en las células y causar hinchazón celular. La osmolaridad se puede medir en muestras de sangre, orina u otros líquidos corporales, y se utiliza para diagnosticar y monitorear condiciones médicas como la diabetes, la insuficiencia renal y los trastornos electrolíticos.

19. TRANSPORTE ATRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR

20. Difusión pasiva La difusión pasiva es un proceso en el que las moléculas se mueven a través de la membrana de manera espontánea, desde una región de mayor concentración hacia una de menor concentración, hasta que se alcanza un equilibrio. Este proceso puede ocurrir por difusión simple, en el que las moléculas pequeñas como el oxígeno y el dióxido de carbono se mueven a través de la bicapa lipídica, o por difusión facilitada, en la que las proteínas transportadoras facilitan el movimiento de moléculas más grandes o polares a través de la membrana.

21. Difusión simple La difusión simple es un proceso mediante el cual las moléculas se mueven a través de la bicapa lipídica de la membrana celular, desde una región de mayor concentración hacia una de menor concentración, sin necesidad de la intervención de proteínas transportadoras. Este proceso se produce debido a la energía térmica de las moléculas, que las hace moverse al azar en todas las direcciones. En la bicapa lipídica, las moléculas hidrófobas, como los gases como el oxígeno y el dióxido de carbono, son capaces de difundir a través de la membrana con facilidad debido a que se disuelven fácilmente en la porción hidrófoba de la bicapa. Por otro lado, las moléculas hidrófilas, como los iones y las moléculas polares, tienen dificultades para atravesar la bicapa lipídica debido a que no son solubles en la porción hidrófoba de la bicapa. La velocidad de la difusión simple depende de la magnitud del gradiente de concentración, la temperatura, el tamaño y la forma de las moléculas, así como de la permeabilidad de la membrana a esas moléculas en particular. La permeabilidad de la membrana celular a diferentes moléculas es determinada por las propiedades fisicoquímicas de la bicapa lipídica y su capacidad para interaccionar con las moléculas. Por ejemplo, la permeabilidad de la membrana celular a los gases como el oxígeno y el dióxido de carbono es alta, mientras que la permeabilidad a moléculas grandes como los carbohidratos es muy baja.

22. Difusión facilitada La difusión facilitada es un proceso mediante el cual las moléculas atraviesan la membrana celular con la ayuda de proteínas transportadoras específicas, que facilitan su paso a través de la bicapa lipídica. Este proceso se produce cuando las moléculas que necesitan atravesar la membrana son demasiado grandes o polares para difundir libremente a través de la bicapa lipídica por difusión simple. La difusión facilitada se produce mediante un proceso de unión y liberación, en el que las moléculas se unen a las proteínas transportadoras en una cara de la membrana, experimentan un cambio conformacional que las transporta a través de la membrana y se liberan en el otro lado de la membrana. Este proceso no requiere energía y, por lo tanto, es un proceso pasivo. La velocidad de la difusión facilitada depende de la concentración de las moléculas a ambos lados de la membrana, la afinidad de las proteínas transportadoras por las moléculas específicas y la cantidad de proteínas transportadoras presentes en la membrana celular

23. Existen dos tipos principales de proteínas transportadoras que participan en la difusión facilitada: los transportadores y los canales iónicos Los transportadores, también conocidos como permeasas, unen selectivamente a las moléculas específicas en uno de sus lados de la membrana y las liberan en el otro lado, de forma que las moléculas se mueven a favor de su gradiente de concentración. . Los canales iónicos, en cambio, son proteínas que forman poros o canales a través de la membrana que permiten el paso de iones específicos, como el sodio, el potasio y el calcio, a través de la membrana en función de su gradiente electroquímico.

24. Transporte activo El transporte activo implica el gasto de energía para mover sustancias en contra de su gradiente de concentración, desde una región de menor concentración hacia una de mayor concentración. Este proceso es llevado a cabo por proteínas transportadoras especiales, como las bombas de iones, que utilizan energía en forma de ATP para mover moléculas específicas en contra de su gradiente. https://youtu.be/hPTtDBiQeZk

25. Mecanismos de transporte activo El transporte activo es el proceso mediante el cual las células mueven moléculas o iones en contra de su gradiente de concentración, es decir, desde una región de baja concentración a una región de alta concentración. Este proceso requiere el uso de energía metabólica, como el ATP o el gradiente electroquímico generado por la bomba de sodio-potasio, para llevar a cabo el transporte de moléculas o iones a través de la membrana celular. Existen dos tipos de mecanismos de transporte activo: el transporte activo primario y el transporte activo secundario. Es un proceso esencial para el mantenimiento del equilibrio químico y eléctrico de las células y para el movimiento de moléculas y iones a través de la membrana celular. Los diferentes mecanismos de transporte activo permiten a las células llevar a cabo una amplia gama de procesos biológicos, como la absorción de nutrientes, la regulación del volumen celular y la transmisión de señales en las células nerviosas y musculares.

26. Transporte activo primario: Este tipo de transporte activo utiliza directamente la energía del ATP para llevar a cabo el transporte de moléculas o iones. Un ejemplo es la bomba de sodio-potasio, que utiliza la energía liberada por la hidrólisis del ATP para transportar iones de sodio y potasio a través de la membrana celular en contra de sus gradientes de concentración. Transporte activo secundario: Este tipo de transporte activo utiliza el gradiente electroquímico generado por la bomba de sodio-potasio para mover moléculas o iones en contra de su gradiente de concentración. Un ejemplo es el cotransporte de glucosa y sodio, donde la energía del gradiente electroquímico generado por la bomba de sodio-potasio se utiliza para transportar glucosa a través de la membrana celular junto con los iones de sodio.

27. BOMBA SODIO POTASIO La bomba de sodio-potasio es una proteína transmembrana que se encuentra en la membrana celular de todas las células. Es una enzima que transporta iones de sodio ( Na +) y potasio (K+) en contra de sus gradientes electroquímicos, utilizando la energía del ATP hidrolizado. La bomba de sodio-potasio está compuesta por dos subunidades: la subunidad alfa, que es la parte catalítica de la enzima, y la subunidad beta, que es necesaria para la estabilización y regulación de la subunidad alfa.

28. El proceso de transporte de iones por la bomba de sodio-potasio ocurre en tres pasos principales: Fijación de los iones: La bomba de sodio-potasio se une a tres iones de sodio en el interior de la célula y a dos iones de potasio en el exterior de la célula. Hidrólisis del ATP: La bomba de sodio-potasio hidroliza una molécula de ATP para liberar la energía necesaria para el transporte de los iones. Transporte de los iones: La energía liberada por la hidrólisis del ATP se utiliza para cambiar la conformación de la proteína, lo que permite la liberación de los iones de sodio al exterior de la célula y la captación de los iones de potasio al interior de la célula. Este proceso de transporte activo es esencial para el mantenimiento del equilibrio osmótico y electroquímico de la célula, así como para la generación de potencial de acción en las células excitables, como las neuronas y las células musculares. Además, la bomba de sodio-potasio también juega un papel importante en la regulación del volumen celular y la absorción de nutrientes en las células intestinales y renales. https://youtu.be/PcAODMfhfmo

29. CANALES IONICOS DE LA MEMBRANA Los canales iónicos consisten en una o más subunidades polipeptídicas con segmentos en conformación alfa-hélice que van de un lado al otro de la membrana. Estos canales tienen varios componentes con diferentes funciones: El primer componente es una compuerta que determina si el canal se encuentra abierto o cerrado, siendo estos estados de apertura o cierre el reflejo de diferentes conformaciones de las proteínas de membrana. Un segundo componente funcional generalmente es uno o más sensores que pueden responder a distintos tipos de señales: cambios de voltaje de la membrana, sistemas de segundo mensajeros que actúan en la cara citoplasmática de la proteína de membrana, o ligandos tales como agonistas neurohumorales que se unen a la cara extracelular de la proteína transmembrana. Un tercer componente funcional es un “filtro selector” que discrimina qué ion en particular ( Na +, K+, Ca++, etc.) tiene acceso al transportador o al canal.

30. CANALES DE SODIO Y POTASIO Los canales de sodio y potasio son proteínas transmembrana que se encuentran en la membrana celular de las células excitables, como las neuronas y las células musculares, y son responsables de la generación y propagación de los potenciales de acción. Los canales de sodio son selectivos para los iones de sodio ( Na +) y se abren en respuesta a un cambio en el voltaje de la membrana celular, lo que permite la entrada de iones de sodio a la célula. Este flujo de iones de sodio hacia el interior de la célula genera una despolarización de la membrana celular, lo que puede llevar a la generación de un potencial de acción. Por otro lado, los canales de potasio son selectivos para los iones de potasio (K+) y también se abren en respuesta a un cambio en el voltaje de la membrana celular, pero a menudo con una ligera demora respecto a los canales de sodio. La apertura de los canales de potasio permite la salida de iones de potasio de la célula, lo que lleva a la repolarización de la membrana celular y a la restauración del potencial de membrana en reposo. Los canales de sodio y potasio son importantes para la función adecuada de las células excitables, y su disfunción puede llevar a una variedad de trastornos neurológicos y musculares. Por ejemplo, la enfermedad de Hodgkin y Huxley se debe a una mutación en los canales de sodio y potasio que afecta su función, lo que puede resultar en la disminución de la capacidad de la célula para generar y propagar potenciales de acción.

31. POTENCIAL ELECTROQUIMICO DE LA MEMBRANA CELULAR El potencial eléctrico de la membrana celular es el resultado del gradiente electroquímico generado por la distribución asimétrica de iones a través de la membrana celular. La membrana celular es selectivamente permeable, lo que significa que algunos iones pueden cruzar la membrana más fácilmente que otros. Esto da lugar a una distribución de iones asimétrica a ambos lados de la membrana, lo que genera una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana celular.

32. El potencial eléctrico de la membrana celular se mide en milivoltios ( mV ) y se define como el potencial eléctrico en el interior de la célula en relación al exterior. En una célula en reposo, el potencial eléctrico de la membrana se encuentra alrededor de -70 mV en las células animales, mientras que en las células vegetales es alrededor de -180 mV . El potencial eléctrico de la membrana celular se mantiene gracias a la actividad de la bomba de sodio-potasio, que utiliza la energía liberada por la hidrólisis del ATP para transportar iones de sodio ( Na +) hacia el exterior de la célula y iones de potasio (K+) hacia el interior de la célula, en contra de sus gradientes de concentración. Este proceso genera una diferencia de carga eléctrica a través de la membrana celular, lo que produce el potencial eléctrico de la membrana. El potencial eléctrico de la membrana celular es esencial para la transmisión de señales eléctricas en las células nerviosas y musculares, la absorción de nutrientes y la regulación del volumen celular. Cambios en el potencial eléctrico de la membrana celular pueden tener efectos significativos en la función celular y pueden estar asociados con enfermedades y trastornos.

33. El potencial eléctrico de la membrana celular es el resultado del gradiente electroquímico generado por la distribución asimétrica de iones a través de la membrana celular. La membrana celular es selectivamente permeable, lo que significa que algunos iones pueden cruzar la membrana más fácilmente que otros. Esto da lugar a una distribución de iones asimétrica a ambos lados de la membrana, lo que genera una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana celular. El potencial eléctrico de la membrana celular se mide en milivoltios ( mV ) y se define como el potencial eléctrico en el interior de la célula en relación al exterior. En una célula en reposo, el potencial eléctrico de la membrana se encuentra alrededor de -70 mV en las células animales, mientras que en las células vegetales es alrededor de -180 mV . El potencial eléctrico de la membrana celular se mantiene gracias a la actividad de la bomba de sodio-potasio, que utiliza la energía liberada por la hidrólisis del ATP para transportar iones de sodio ( Na +) hacia el exterior de la célula y iones de potasio (K+) hacia el interior de la célula, en contra de sus gradientes de concentración. Este proceso genera una diferencia de carga eléctrica a través de la membrana celular, lo que produce el potencial eléctrico de la membrana. El potencial eléctrico de la membrana celular es esencial para la transmisión de señales eléctricas en las células nerviosas y musculares, la absorción de nutrientes y la regulación del volumen celular. Cambios en el potencial eléctrico de la membrana celular pueden tener efectos significativos en la función celular y pueden estar asociados con enfermedades y trastornos.

34. Ecuación del potencial electroquímico La ecuación del potencial electroquímico describe la relación entre el potencial eléctrico, la concentración de un ión en un sistema y la temperatura absoluta. La ecuación se expresa de la siguiente manera: μ = μ° + RT ln ([X]/ C° ) Donde: μ es el potencial electroquímico del ion. μ° es el potencial electroquímico estándar del ion a una concentración de 1 mol/L. R es la constante de los gases (8,314 J/K*mol). T es la temperatura absoluta (en Kelvin). C° es la concentración estándar del ion (1 mol/L). La ecuación del potencial electroquímico es útil para entender la distribución de iones en sistemas biológicos, como la membrana celular. Por ejemplo, la bomba de sodio-potasio utiliza el gradiente electroquímico para transportar iones de sodio y potasio a través de la membrana celular, generando un potencial eléctrico y manteniendo el equilibrio iónico en la célula. En resumen, la ecuación del potencial electroquímico es una herramienta importante en la biofísica y la biología celular, que permite entender la distribución de iones en los sistemas biológicos y el papel que juegan en procesos celulares y fisiológicos.

35. OSMOSIS Proceso mediante el cual un solvente, como el agua, se mueve a través de una membrana semipermeable desde una solución con menor concentración de solutos hacia una solución con mayor concentración de solutos. La membrana semipermeable permite el paso del solvente, pero no de los solutos, lo que genera una diferencia de presión osmótica a ambos lados de la membrana. Cuando dos soluciones de diferente concentración se encuentran separadas por una membrana semipermeable, el agua se moverá desde la solución con menor concentración de solutos hacia la solución con mayor concentración de solutos, en un intento de equilibrar las concentraciones de solutos a ambos lados de la membrana. Esto puede resultar en la hinchazón o la contracción de las células, dependiendo de la dirección del flujo de agua. La osmosis es un proceso importante en la biología celular y la fisiología, ya que permite a las células mantener su forma y volumen adecuados, y facilita el transporte de sustancias a través de las membranas celulares. También se utiliza en la purificación de agua y en la conservación de alimentos, entre otras aplicaciones.

36. COMPORTAMIENTO OSMOTICO El comportamiento osmótico se refiere a la forma en que las células y otros sistemas biológicos responden a las diferencias de concentración de solutos entre dos soluciones separadas por una membrana semipermeable. Cuando hay una diferencia de concentración de solutos a ambos lados de la membrana, el agua tiende a moverse desde la solución con menor concentración de solutos hacia la solución con mayor concentración de solutos, en un intento de equilibrar las concentraciones de solutos en ambos lados de la membrana. Esto puede resultar en la hinchazón o la contracción de las células, dependiendo de la dirección del flujo de agua.

37. EQUILIBRIO DE GIBBS-DONNAN El equilibrio de Gibbs- Donnan es un concepto relacionado con el comportamiento osmótico y se refiere a la distribución de iones a ambos lados de una membrana semipermeable en presencia de iones cargados, como los iones de sodio ( Na +) y cloruro (Cl-). Cuando hay una diferencia de carga neta a ambos lados de la membrana, los iones cargados tienden a acumularse en un lado de la membrana y no pueden atravesarla fácilmente debido a su carga eléctrica. Esto puede resultar en una diferencia de concentración de iones a ambos lados de la membrana, lo que a su vez puede afectar el comportamiento osmótico de las células y otros sistemas biológicos. . El comportamiento osmótico y el equilibrio de Gibbs- Donnan son conceptos importantes en la biología celular y la fisiología, ya que ayudan a explicar cómo las células y otros sistemas biológicos responden a las diferencias de concentración de solutos y iones a ambos lados de una membrana semipermeable

38. GRACIAS…….