SEMINARIO_1_BIO_078-_ENF

Facultad de Ciencias Biológicas Departamento de Ciencias Biológicas

FISIOLOGÍA GENERAL BIO-078 Carrera: Enfermería GUIAS DE SEMINARIOS PROGRAMADOS y LABORATORIOS

SEMINARIO 1: TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA Y EXCITABILIDAD. Las células del organismo constan de un medio intracelular y a la vez están bañadas en medio extracelular. Ambos medios son líquidos y tienen como solvente al agua; en estos medios se disuelven una serie de electrolitos y moléculas orgánicas. Por lo tanto ambos medios pueden ser considerados como una solución. Las propiedades coligativas de las soluciones son aquéllas que dependen del NÚMERO de partículas presentes en la solución, independiente de la naturaleza de las partículas. La principal propiedad es la presión osmótica (mm Hg), que también se puede expresar como la osmolaridad (mOsmoles/L) de la solución. La presión osmótica es la presión que se aplica en un compartimiento y que permite detener un flujo de agua generado por una gradiente o diferencia de concentración de solutos que son impermeables a la membrana. La osmolaridad de una solución se calcula como: mOsmoles/L = [mmoles/L] x n n= número de partículas que se generan en solución. Ejemplo: NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq) por cada molécula de NaCl que se disuelve se generan 2 partículas en solución. 1. a. Calcule las osmolaridades de las siguientes soluciones de NaCl (Peso molecular NaCl = 58,5 gr/mol ) Solución Soluto A B C

NaCl NaCl NaCl

Concentración (% peso/volumen) Osmolaridad (mOsm/L) 0,9 1,8 0,45

b. El cloruro de sodio (NaCl) es la sal más abundante en el medio extracelular y la membrana plasmática es poco permeable a ambos iones (Na+ y Cl-), quedando ambos restringidos al espacio extracelular. Los solutos que quedan restringidos a un compartimiento son osmóticamente activos porque son capaces de generar flujos de agua a través de la membrana. Por otra parte, cuando la membrana es permeable a un soluto, éste puede moverse siguiendo su gradiente de concentración. Este flujo de soluto será acompañado por un flujo de agua en el mismo sentido y provocará un aumento en el volumen celular. Señale cuál de las soluciones es isotónica, hipertónica o hipotónica. 2. Un sujeto sufre una hemorragia y pierde 1 litro de sangre. Explique: a. ¿Qué sucederá con la osmolaridad del medio extracelular? b. ¿Qué sucederá con la concentración y la cantidad de Na+ del líquido extracelular? c. ¿Qué sucederá con el volumen extracelular? d. Los compartimientos intra y extracelulares contienen gran cantidad de iones (cationes, aniones) y moléculas orgánicas como la glucosa; todos ellos son hidrosolubles ¿Cómo atraviesan la membrana celular?

3. Esquematice una vía de regulación fisiológica. Tome como ejemplo la regulación de la osmolaridad plasmática. 4. Usted tiene un paciente que ha perdido volumen extracelular a causa de una infección gastrointestinal. A usted le corresponde reponer este volumen. a. ¿Qué características debería tener la solución que le va a administrar? b. ¿La administración será oral o intravenosa? Por qué? c. Analice qué sucedería si le administrara sólo agua. 5. El sistema de la figura está formado por los compartimientos A y B separados por una membrana. La solución en A es dos veces más concentrada que en B. Se define como flujo al movimiento de moléculas en la unidad de tiempo; se define como flujo neto a la diferencia entre los flujos unidireccionales (AB; BA)

Si la membrana es permeable al soluto y al agua indique: a. ¿Cuál es el factor determinante del flujo neto de moléculas de soluto? b. Suponga que transcurrió un tiempo infinitamente largo y usted mide la concentración de la solución en los dos compartimientos ¿Qué debiera encontrar? Explique su respuesta. c. Suponga que se reduce el área disponible para que ocurra el flujo. ¿Qué ocurrirá con el flujo neto? d. Si este mismo sistema tuviera una membrana con un espesor mayor ¿cómo sería el flujo de moléculas comparado con un sistema con una membrana de menor grosor? e. Grafique la relación existente entre el flujo neto (eje y) y la diferencia de concentración entre los compartimientos (eje x).

6.

Basándose en la siguiente fig ra

a. Nombre los tipos de tran porte del calcio. b. Explique a qué se deben estas diferen cias. Ob erve la sigu iente figura ue muestra el transport musculares o las c lulas hepáticas. 7.

a.

de glucosa en células omo las fib as

Explique si la e ntrada de gl ucosa es un fenómeno asivo o activo e indique a qué tipo de transp rte pertenec e este ejemplo. b. Suponga que a esta célula usted le admi nistra un inhi bidor de la s íntesis de gl icógeno y de la glicólisis; en estas ondiciones ¿qué sucederá con el tran porte de glu osa? c. Gra ique la entrada de glucos a (eje y) ver us la conce tración de gl ucosaextrac lular y explique la forma del gráfico.

8. Observe la siguiente figura

a. Explique el papel de la Bomba Na+,K+-ATPasa e investigue su importancia a nivel fisiológico. b. La ouabaína es un inhibidor específico de la Na+,K+-ATPasa. ¿Qué sucederá con las concentraciones intracelulares de K+ y Na+ si se inhibe la bomba? c. Suponga que la célula de la figura se incuba en un medio extracelular con cianuro ¿qué sucederá con la actividad de la bomba y con las concentraciones intracelulares de Na+ y K+? 9. A través de las membranas biológicas existe una diferencia de potencial eléctrico o de voltaje que en el caso de las neuronas es de -70 mVolts y de -90 mVolts en fibras musculares esqueléticas. El signo negativo indica que el interior celular es negativo respecto al extracelular.

La figura muestra una célula con un potencial de membrana de -90 mVolt. a. Considerando que las concentraciones de cada ion mostradas en la figura son las normales, Indique el sentido del movimiento pasivo de K+ y de Na+. b. ¿Cómo afectará el potencial de membrana al movimiento pasivo de ambos iones? El potencial de equilibrio de una especie iónica (potencial de Nernst) es un valor calculado y corresponde al potencial de membrana que debiera existir para que una especie iónica esté en equilibrio. c. ¿Qué significa que el potencial de equilibrio de una especie iónica coincida con el valor del potencial de membrana? d.¿Qué significa que el potencial de equilibrio del Na+ sea de +65 mVolt?

10. Los siguientes gráficos corresponden a un registro de un potencial de acción obtenido desde un axón.

a. Asocie los números siguientes con eventos típicos del potencial de acción y anótelos en la siguiente tabla: Número

Estado o fenómeno asociado

1 2 3 4 5

b. ¿Por qué el potencial de membrana se vuelve más negativo después de la repolarización? c. Durante el periodo refractario absoluto, ningún tipo de estímulo es capaz de generar un nuevo potencial de acción. ¿Con cuál etapa o evento del potencial de acción se asocia este fenómeno? d. En el gráfico inferior se muestran los cambios en la permeabilidad iónica asociados con el potencial de acción. Explique los cambios en la permeabilidad al Na+ y K+ en cada uno de los estados e. Si el axón se encontrara en periodo refractario relativo ¿qué magnitud de estímulo debiera aplicar para generar un potencial de acción? f. ¿De qué factores depende la velocidad de conducción del potencial de acción?

11. Investigue qué ocurre con la velocidad de conducción nerviosa en los pacientes con esclerosis múltiple y por qué sucede este cambio en la velocidad. 12. ¿Por qué cuando un paciente requiere hacerse una extracción dental se aplica anestesia local? ¿Qué relación existe entre los anestésicos locales y los canales de sodio voltaje dependiente? 13. Explique los efectos de la concentración plasmática de potasio sobre el potencial de membrana en reposo.