Bombas fisiológicas

1. Bombas Fisiológicas

2. Introducción: Es importante para el organismo mantener la concentración iónicas óptimas tanto fuera como dentro de la célula. Este efecto se logra mediante mecanismos de transporte activo primario, es decir, mecanismos que funcionan como bombas entre estas están: B omba de sodio potasio ATPASA: cuya acción es bombear tres iones de sodio hacia el líquido extracelular introduciendo iones de potasio hacia la célula (liquido intracelular ). B omba de calcio: que sirve para bombear el calcio hacia el líquido extra celular para mantener así su alta concentración en este compartimiento, hacia el interior del retículo sarcoplasmico de la célula muscular o hacia el interior de las mitocondrias de todas las células. Bombas de protones que se encargan de transportar H+ activamente hacia el exterior de la célula para que este se una a iones de cloro y formar así ácido clorhídrico (HCL) en el estómago.

3. Transporte Activo El transporte activo necesita energía, pues mueve sustrato en contra de la gradiente de concentración y posiblemente en contra de su gradiente eléctrico. El potencial electroquímico cambia de menor a mayor. La bomba sodio-potasio es un ejemplo clásico de un transporte activo primario. Las concentraciones normales en los medios intracelular y extracelular son las siguientes:  Estas concentraciones se mantienen constantes gracias a las bombas de transporte activo. Por transporte pasivo las moléculas entran a favor de sus gradientes de concentración, tratando de equiparar los valores de concentración dentro y fuera de la célula. Para que no se equiparen y se mantengan como deben estar (por ejemplo, más sodio fuera que dentro, o más potasio dentro que fuera), las bombas de transporte activo mueven las moléculas en contra del gradiente de concentración. 

4. 1. Bomba Sodio Potasio ATP-asa Mecanismo de Acción . Esta bomba utiliza energía (ATP) para expulsar tres iones de sodio de la célula e introducir dos iones de potasio por cada molécula de ATP que se hidroliza, esto es posible con la ayuda de una proteína transportadora (subunidad α) la cual tiene puntos para la fijación de iones sodio y potasio. Los puntos para los iones de sodio están en la parte de la proteína ubicada hacia el citoplasma celular mientras que la parte de la proteína que dispone hacia afuera de la célula presenta los puntos para la fijación de iones de potasio (K+).  Cuando el sodio se une a la proteína trasportadora también se une ATP, este se hidroliza y se transforma en ADP con transferencia de una fosfato, esto produce un cambio conformacional en la proteína lo que le permite disponer y expulsar los tres iones de sodio hacia el liquido Extracelular, luego el potasio se une a la proteína en el exterior, esta se desfosforaliza hacia conformación previa para liberar el potasio en el citoplasma celular .

5. Características: William Ganong menciona una serie de características que serán explicadas a continuación: 1. Es de tipo electro génica, es decir, mueve cargas positivas hacia fuera de la célula, por cada dos que desplaza hacia dentro, esto es un índice de acoplamiento de 3:2 . 2 . Actúa en todos los tejidos del cuerpo . 3 . La proteína es una sub unidad (Principal) y una sub unidad β que no actúa. Estas son heterogéneas y poseen una división de α 1, 2 y 3 al igual que las β . Subunidad α1: actúa en la membrana de la mayoría de las células. Subunidad α2: Actúa en el musculo, corazón, tejido adiposo y cerebro. Subunidad α3: Corazón y Cerebro. Subunidad β1: no existe en ciertos atrocitos, oído interno y músculos glucolíticos de acción rápida. 

6. 2. Bomba de Calcio Es una bomba de transporte activo primario, que se encuentra en la membrana plasmática y en la membrana del retículo endoplasmático. En el medio extracelular hay mucha más concentración de calcio que en el medio intracelular. Es por esto que cada vez que tiene la oportunidad, el calcio entra, por lo que existe la necesidad de sacarlo para mantener las concentraciones normales constantes. En todos los casos hablamos de una proteína transportadora que actúa como una ATPasa . Según Berne – Levy : “ Esta ayuda a mantener un elevado gradiente a través de la membrana. La Ca++ ATPasa de la membrana plasmática comparte importantes propiedades con la del retículo sarcoplásmico , con la sodio-potasio ATPasa de la membrana, y, utilizan energía del enlace de fosfato terminal de ATP para realizar su misión.” La Ca++ ATPasa (bomba de calcio) es parecida a la bomba sodio potasio. También se fosforila para lograr la salida del calcio desde la célula al medio extracelular. Procesos que requieren calcio y sus velocidades:  Para la contracción muscular hay un complejo sistema en el cual el calcio, el magnesio y el ATP actúan. La relajación de las fibras musculares se induce disminuyendo la concentración de calcio en el líquido intracelular. El retículo sarcoplásmico puede incorporar activamente calcio en presencia de ATP, actuando a manera de bomba. Este sistema de membranas contiene ATPasa activada por calcio, que esta acoplada a la incorporación de calcio .

7. La ATPasa activada por calcio ha sido purificada y se ha demostrado que es la única proteína responsable del transporte de este ión . Dentro del retículo sarcoplásmico existe además una proteína de bajo peso molecular, la calsequestrina que es la responsable de la fijación del calcio. La bomba de calcio del retículo sarcoplásmico así como otros sistemas de transporte activo, implica una asimetría funcional de la membrana. El retículo sarcoplásmico tiene a su cargo el importante papel de relajar las fibras después de la contracción y que esto se produce por la fijación de calcio a la superficie externa y su transporte hacia el interior de las vesículas. “El retículo sarcoplásmico contiene en su interior elevadas concentraciones de calcio, de las cuales muchos de ellos son liberados a causa de la producción de un potencial de acción, dicho potencial permite la rápida apertura de grandes cantidades de canales de calcio de las membranas de las cisternas y los túbulos T unidos a ella, los cuales permanecen abiertos durante unos pocos milisegundos, permitiendo así la salida del calcio que rodea las miofibrillas y permite así la contracción muscular.” Sin embargo, existe otra bomba en las paredes del retículo sarcosplásmico que a diferencia del anterior, se encuentra continuamente activa y se encarga de bombear calcio fuera de las miofibrillas hacia el interior del retículo sarcoplásmico por lo tanto, inmediatamente después de un potencial de acción, la concentración del ion calcio se mantiene a un nivel bajo y el musculo permanece relajado.

8. 3. Bomba de Protones Se considera una bomba de protones cualquier proceso que genere un gradiente de protones a través de la membrana. Los protones pueden ser movidos físicamente a través de la membrana como es el caso de los complejos I y IV de las mitocondrias. El mismo efecto es observado cuando los electrones se mueven en la dirección opuesta, El resultado es la desaparición de protones de la matriz y la aparición de protones en el espacio intermembrana . Este es el caso del complejo III de las mitocondrias, en el cual se observa el ciclo Q. Algunas deshidrogenasas son bombas de protones, otras no. La mayoría de oxidadas y reductasas si lo son, aunque existen excepciones. El citocromo bc1 es una bomba de protones encontrada en muchas bacterias, aunque no en todas, por ejemplo Escherichia coli . El Ácido Clorhídrico, producto de la secreción de las células gástricas parietales cumple múltiples funciones a nivel gastrointestinal. Estas incluyen la conversión de pepsinógenos a pepsinas, la provisión de un pH óptimo para la hidrólisis de proteínas ingeridas, la esterilización de alimentos a través de su acción bactericida, la conversión de Fe+++ a Fe++ y la solubilizarían de minerales (Ca++) y fármacos imidazólicos entre otros. Filogenéticamente, su aparición estuvo relacionada con la necesidad ancestral de digerir celulosa vegetal.

9. La célula parietal es una de las más complejas y especializadas de la economía humana. Se localiza preferentemente en el cuello de las glándulas oxíntica de fondo y cuerpo gástrico ligándose a las células adyacentes por medio de, "uniones estrechas" ( tight junctions ). Algunas pueden ser detectadas en el ácido en densidad decreciente conforme el píloro se hace más proximal, y en ciertos casos también se le puede hallar en el esófago formando parte de epitelio gástrico metaplásico o epitelio de Barret y en el intestino delgado distal como elemento componente de los divertículos de Meckel. La célula parietal tiene una forma cónico-piramidal, caracterizándose a nivel ultra estructural por la abundancia de mitocondrias que proveen los altos requerimientos de energía que precisa la célula para producir HCI, así como por un vasto sistema túbulo vesicular apreciable como tal en estado de reposo. En los períodos de secreción, este sistema es extraído hacia el lumen glandular convirtiéndose en un sistema de micro vellosidades, fenómeno que tiene como fin incrementar la superficie celular secretora. Este cambio estructural ocurre en un lapso promedio de 3 minutos luego de iniciada la estimulación secretora, se completa en 30 minutos y persiste hasta que dicha estimulación cesa.

10. 4. Otras Bombas Bomba Amínica Sistema de transporte activo de las terminaciones nerviosas pre sinápticas que captan nuevamente las aminas neurotransmisoras. Algunos fármacos, sobre todo los antidepresivos tricíclicos, bloquean a modo de efecto secundario esta función, dando lugar a una elevada concentración de noradrenalina en el tejido cardiaco y a la taquicardia y arritmia posteriores. Bomba de Yoduro La primera etapa de la síntesis de hormonas tiroideas es transferir yodo desde el líquido extracelular a las células de la glándula tiroides y de allí al interior del folículo. La membrana basal de las células tiroideas tiene capacidad específica para transportar yodo mediante transporte activo al interior de la célula; esto se denomina bomba de yodo o captación de yodo. En una glándula normal la bomba de yodo concentra el ion yodo 30 veces su concentración en la sangre. Sin embargo, la relación de concentraciones puede elevarse hasta 250 veces cuando la tiroides alcanza su máxima actividad.

11. Conclusión: En si, estas bombas son mecanismos de transporte activo, es decir, que utilizan energía para poder trabajar. Estas bombas tienen similitudes en sus funciones, ya que todas se encargan de transportar distintas sustancias; obviamente estas se dan en distintas partes del cuerpo o bien los tejidos del cuerpo. Y bien no falta agregar la importancia, lo maravilloso y sorprendente que todos estos mecanismos, tienen en nuestro cuerpo, ya que sin ellos probablemente no seriamos lo que somos ahora.

12. Gracias Por Su Atención