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AGUA, DIFUSIÓN, TRANSPORTE, etc.
Recordemos los conceptos centrales en fisiología
•Relación estructura-función
•Niveles de organización
•Teoría general de sistemas
•Cibernética
Recordemos los conceptos centrales en fisiología
•HOMEOSTASIS
Recordemos los conceptos centrales en fisiología
Claude Bernard:
Fixité du milieu interieur
There will come a day when physiologists, poets, and philosophers will all
speak the same language and understand one another.—Claude Bernard.
Recordemos los conceptos centrales en fisiología
Efectividad del control:
GANANCIA = corrección / error
Ejemplo:
Presión arterial 100 -> 175 mmHg
100 -> 125 mmHg
Corrección: 50 mmHg
Error: 25 mmHg
GANANCIA: 50/25 = 2
EL MEDIO INTERNO
EL HAGUA, UNA SUBSTANCIA MARAVIYOSA
•75% de la superficie terrestre (95% en océanos)
•1/5 de la “tierra” es nieve y hielo
•50% de las nubes son vapores “abrigo”
•Se dilata al enfriarse!
•Alta capacidad calorífica y calor de vaporización.
•Gran tensión superficial
•Solvente polar y de electrolitos (ej. iones).
Ejercicio intenso
Normal
y prolongado
2100
200
2300
?
200
?
•Se intercambia en grandes cantidades
(150-500 g en los pulmones, 250 g en
glándulas sudoríparas)
350
350
100
100
1400
2300
350
650
5000
100
500
6600
•Almacenes sanguíneos y musculares
Ingresos
Líquidos Ingeridos
Del metabolismo
Ingresos totales
Pérdidas
Insensibles (piel)
Insensibles (pulmones)
Sudor
Heces
Orina
Pérdidas totales
EL AGUA EN EL CUERPO
60% del peso corporal
42 L para un individuo de 70 kg.
Líquido transcelular
1.0 L
(LCR, peritoneal, sinovial, pericárdico, intraocular)
Masa = cte.
Volumen
Concentración
EL AGUA EN EL CUERPO: Medición por indicadores
Plasma
•Azul Evans
•Azul Chicago
•125-I
(afines por albúmina)
Glóbulos rojos
•51-Cr
•32-P
Extracelular (Plasma + Intersticial)
Memb. Cel. < indicador < capilares
•Tiosulfato Na
•Inulina
Total
•Antipirina
•D2O
•3H20
Volumen= Masa / Concentración
Vi x Ci / Ci comp = Vcomp
Indicador:
•Atóxico
•Difusión rápida
•Difusión uniforme
•No sale del compartimiento
Intracelular
•V = Vt – Ve
Intersticial
•V = Ve – Vp
SINDICATO DEL TRANSPORTE
•Potencial químico
•Energía libre de Gibbs
•Ecuación de Nernst
•Equilibrio Donnan
SINDICATO DEL TRANSPORTE
Difusión simple
SINDICATO DEL TRANSPORTE: Ley de Fick
J= D (C1-C2)/ x
Donde J = tasa neta de difusión
D = coeficiente de difusión (soluto, solvente)
C1-C2= gradiente de concentración
X= distancia entre compartimientos
En una solución de ELECTROLITOS también se mueven CARGAS…
Permeabilidad selectiva al K+
POTENCIAL ELECTROQUÍMICO
fem = EK+ potencial de equilibrio para K+
Transporte de solutos a través de membranas biológicas
X
X
X
X
X
X X
Concentración, cargas, temperatura
Gibbs (de cada compartimiento)
G2>G1 => transporte pasivo de 2 a 1 hasta que G2=G1
Para darle un valor: E Gibbs molar
dG (a T, P, X constantes) = potencial químico µ
dm
µ= potencial electroquímico = µ0 + RTlnC1+ zFψ1
µ
Transporte de solutos a través de membranas biológicas
µ= potencial electroquímico = µ0 + RTlnC1+ zFψ1
En el equilibrio µ1= µ2
=> µ0 + RTlnC1+ zFψ1 = µ0 + RTlnC2+ zFψ2
=> RT (lnC1- ln C2) = zF (ψ2-ψ1)
=> (lnC1- ln C2) = zF (ψ2-ψ1)
RT
=> ln C1 = zF (ψ2-ψ1) =>
C2 RT
ΔV= RT ln C1 ecuación de Nernst
zF C2
Si C2=C1 => ΔV= 0
Mientras tanto, en la célula…
zP
Ci
Ai
Ce
Ae
Compartimentos electroneutros =>
zP+Ai=Ci (Ai<Ci)
Ae=Ce
(ψe-ψi)= RT ln Ci = RT ln Ai
zF Ce zF Ae
=> Ci = Ae => Ci * Ai = Ce * Ae
Ce Ai
No olvidemos que Ai<Ci y que Ae=Ce!
=> Ci>Ce y Ae>Ai => ψe-ψi > 0
EQUILIBRIO GIBBS-DONNAN
SINDICATO DEL TRANSPORTE: tres ejemplos fuera del equilibrio
LOS IONES SE MUEVEN
A TRAVÉS DE CANALES
La difusión de los iones depende del gradiente de concentración y del de carga
LA CELULA Y EL TACHO
TRANSPORTE ACTIVO Y PASIVO
PROPIEDADES
COLIGATIVAS Y
PRESIÓN OSMÓTICA