“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO” “FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS”

“ESCUELA PROFESIONAL DE BIOLOGÍA”

RESPONSABLE: José Tomas Vilca Jallo

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INFORME DE PRÁCTICAS N° 1

PROPIEDADES CINÉTICAS DE LA MEMBRANA CELULAR

1.- INTRODUCCION:

La composición química de las membranas hace que posean unas propiedades esenciales para las

funciones que desempeñan en la célula.En el transporte a través de la membrana biológica existen

un conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, como iones y pequeñas moléculas, a

través de membranas plasmáticas, esto es, bicapas lipídicas que poseen proteínas presentes en ellas.

Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas

celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distintas

propiedades químicas; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias

pero no de otras.

Las membranas regulan el tránsito químico pudiendo actuar como una barrea a una sustancia dada

en un determinado momento o promoviendo su paso activo en otro instante; esto en respuesta a las

condiciones ambientales o las necesidades celulares. Permite el ingreso de sustancias útiles, tales

como los nutrientes y la salida de los materiales de desecho; se dice entonces que tiene

permeabilidad selectiva, propiedad que le permite regular el intercambio de sustancias. La

permeabilidad selectiva de las membranas biológicas a las moléculas más pequeñas es lo que le

permite a la célula controlar y mantener su composición interna. Existen, sin embargo, muchos

factores que determinan el tipo de mecanismo mediante el cual las distintas moléculas atravesarán

dicha membrana.

2.- OBJETIVOS:

Determinar la Osmolaridad de la Membrana Celular.

Determinar el efecto del agua, ClNa y Urea sobre la forma del eritrocito.

3.- MARCO TEORICO:

LA MEMBRANA.- La membrana celular es la parte externa de la célula que envuelve el

citoplasma. Permite el intercambio entre la célula y el medio que la rodea. Intercambia agua, gases

y nutrientes, y elimina elementos de desecho. En la composición química de la membrana entran a

formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%,

respectivamente. Los lípidos forman una doble capa y las proteínas se disponen de una forma

irregular y asimétrica entre ellos. Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a la

membrana un elevado grado de fluidez.

CLASES DE MEMBRANA:

PERMEABLE: No establece una restricción a determinadas sustancias al contrario permito el

acceso a todas las sustancias en contacto.

IMPERMEABLE: No permite el paso de ninguna sustancia sin distinción.

SEMIPERMEABLE: Se trata de una membrana que permite el paso preferencial de ciertas

sustancias presentes en una disolución frente a otras. La parte que ha atravesado la membrana se

conoce como permeado y la que no es el rechazo. En consecuencia, permite lograr una separación

diferencial de unas sustancias frente a otras. Para que el paso de sustancias a través de la membrana

se produzca, es necesario la presencia de una fuerza impulsora entre ambos lados de la membrana,

la cual puede ser de diferente naturaleza: diferencia de presión, diferencia de concentración,

potencial eléctrico, etc. Una vez establecido el flujo, el diferente grado de paso de unas sustancias

respecto de otras se produce por criterios físicos (tales como el tamaño del poro) o químicos (como

la solubilidad y difusión en la membrana, etc.). Fundamentalmente pasa el disolvente universal: el

agua.

HEMATOCRITO.- Mide la fracción que comprende a los glóbulos rojos respecto al volumen total

de una muestra de sangre venosa. Puede expresarse en porcentaje o como número decimal. Sise

expresa en porcentaje, observar hasta que altura en mm. Alcanzan los eritrocitos, sin considerar la

capa blanca que incluye leucocitos y plaquetas. Sise expresa en decimales dividir los mm

alcanzados por la columna total de sangre.

Los valores normales en hombres es: 40% a 54% y en mujeres es de 37% a 47%. Para hallar la

presión osmótica se utiliza la siguiente fórmula:

Ω = m.R.T.u

En donde:

Ω= Presión Osmótica en Atmósfera.

m= Concentración de las soluciones.

R= Constante molar de los gases (0.082 L-atmósfera).

T= Temperatura absoluta.

U= Número de iones en que se disocia la molécula en solución.

TRANSPORTE PASIVO O DIFUSIÓN.- El transporte pasivo es el intercambio simple de

moléculas de una sustancia a través de la membrana plasmática, durante el cual no hay gasto de

energía que aporta la célula, debido a que va a favor del gradiente de concentración o a favor de

gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una gran concentración a uno donde

hay menor. El proceso celular pasivo se realiza por difusión. En sí, es el cambio de un medio de

mayor concentración (medio hipertónico) a otro de menor concentración (un medio hipotónico).

FILTRACIÓN.- Lafiltración es el movimiento de agua y moléculas disueltas a través de la

membrana debido a la presión hidrostática generada por elsistema cardiovascular. Dependiendo del

tamaño de los poros de la membrana, sólo los solutos con un determinado tamaño pueden pasar a

través de la membrana. Por ejemplo, los poros de la membrana de la cápsula de Bowman en los

glomérulos renales, son muy pequeños, y sólo la albúmina, la más pequeña de las proteínas, tienen

la capacidad de ser filtrada a través de ella. Por otra parte, los poros de las membranas de

loshepatocitos son extremadamente grandes, por lo que una gran variedad de solutos pueden

atravesarla.

OSMOSIS.- La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de

agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un punto

en que hay mayor concentración a uno de menor. De acuerdo al medio en que se encuentre

unacélula, laósmosis varía. La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular.

Dichoproceso no requiere gasto de energía. En otras palabras la ósmosis u osmosis es un fenómeno

consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de

soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable. Se

relaciona con el movimiento browniano.

SOLUCION HIPOTÓNICA.- Es aquella que tiene menor concentración de soluto en el medio

exterior en relación al medio interior de la célula, es decir, en el interior de la célula hay una

cantidad de sal mayor que de la que se encuentra en el medio en la que ella habita. Una célula

sumergida en una solución con una concentración más baja de materiales disueltos, está en un

ambiente hipotónico; la concentración de agua es más alta (a causa de tener tan pocos materiales

disueltos) fuera de la célula que dentro. Bajo estas condiciones, el agua se difunde a la célula, es

decir, se produce ósmosis de líquido hacia el interior de la célula.Una célula en ambiente hipotónica

se hincha con el agua y puede explotar; cuando se da este caso en los glóbulos rojos de la sangre, se

denomina hemólisis.

SOLUCIÓN ISOTÓNICA.-Es aquella solución en el cual la concentración de soluto es igual fuera

y dentro de una célula. En hematología, se dice de las soluciones que tienen la misma concentración

de sales que las células de la sangre son isotónicas.[cita requerida] Por tanto, tienen la misma

presión osmótica que la sangre y no producen la deformación de los glóbulos rojos.

SOLUCIÓN HIPERTÓNICA.- Es aquella solución que tiene mayor concentración de soluto en el

medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H2O) debido a la diferencia de

presión, es decir, a la presión osmótica, llegando incluso a morir por deshidratación. La salida del

agua de la célula continúa hasta que la presión del medio interno y de la célula sea igual.

HEMÓLISIS.- También denominada eritrocateresis, es el fenómeno de la desintegración de los

eritrocitos. El eritrocito carece de núcleo y orgánulos, por lo que no puede repararse y muere

cuando se desgasta. Este proceso está muy influido por la tonicidad del medio en el que se

encuentran los eritrocitos. Por ejemplo, en una solución hipotónica con respecto al eritrocito, éste

pasa por un estado de turgencia (se hincha por el exceso de líquido) y luego esta célula estalla

debido a la presión. Esto genera una menor cantidad de células que transporten oxígeno al cuerpo

entre otros elementos como los anticuerpos. Aproximadamente un 85% de los eritrocitos se

destruyen extravascularmente, es decir, sin liberar su hemoglobina al plasma. Se produce en el bazo

y en menor medida en el hígado y la médula ósea. Se produce al final de la vida media de los

eritrocitos, aproximadamente a los 120 días. En determinadas situaciones patológicas hay un

aumento de la destrucción de los eritrocitos intra o extravascular, como consecuencia de:

Unión antígeno-anticuerpo (reacción transfusional, eritroblastosis fetal) Lesiones mecánicas (como en el fallo de las prótesis de válvula cardíaca). Trastornos osmóticos Trastornos enzimáticos Trastornos tóxicos por hemotoxinas. Alteraciones congénitas de los eritrocitos (en anomalías de la hemoglobina o en

infecciones). Infecciones como la malaria.

CRENACIÓN.- Es el fenómeno en donde la célula animal se somete a una solución hipertónica. Al

estar en esta solución con gran cantidad de soluto, tiende a liberar su agua. La destrucción de la

célula se produce por deshidratación. La crenación puede ser una característica de los glóbulos rojos

de la sangre. Estos eritrocitos parecen tener proyecciones que se extienden desde una zona central

más pequeña, como una bola de púas.

4.- MATERIALES:

Muestra de sangre 12 ml. Heparina. Centrífuga. Pipeta Pasteur. Jeringa. Tubos de Ensayo. Plasma Sanguíneo. Solución de Úrea. Agua destilada. Solución de ClNa de 0.6. Solución de ClNa de 0.9. Solución de ClNa de 1.2. Cinta Adhesiva. Microscópio. Lámina Porta y Cubreobjetos. Tubos de Wintrobe. Pipetas de Wintrobe.

5.- PROCEDIMIENTO:

5.1.- Se extrae con una jeringa heparinizada 12 ml de sangre, la que después se centrifuga a 3000

rpm durante 10 min, luego se procede a separar el plasma del contenido globular mediante la pipeta

Pasteur.

5.2.- A continuación se prepara una serie de 6 tubos perfectamente secos a los cuales se echara:

glóbulos rojos, plasma, soluciones de ClNa, soluciones de Urea, tal como lo demuestra el siguiente

cuadro:

Tubo Glóbulos

Rojos

Plasma Agua

Destilada

%

ClNa

0.6

%

ClNa

0.9

% ClNa

1.2

% Urea

1 0.5 1.0

2 0.5 1.0

3 0.5 1.0

4 0.5 1.0

5 0.5 1.0

6 0.5 1.0

5.3.- Después de haber colocado las diversas soluciones en cada tubo, se mezclan con suavidad,

cubriéndolas, para luego dejarlo reposar media hora. Tiempo que se aprovechara para determinar

tanto la osmolaridad como la presión osmótica en cada una de las soluciones empleadas.

5.4.- Luego determinar el efecto del agua, ClNa y úrea sobre la forma del eritrocito. Una vez

cumplido el tiempo de reposo, se extraen en láminas de vidrio una gota de cada tubo y se observa al

microscopio, con el fin de determinar la forma del eritrocito en cada caso.

5.6.- Luego determinar el efecto del agua, ClNa y urea sobre el volumen del eritrocito. Luego de la

observación anterior, se vuelven a mezclar cuidadosamente los tubos, procediéndose a determinar el

hematocrito en cada uno de ellos. Para tal fin se llena con cada muestra tubos de wintrobe, mediante

el uso de las pipetas del mismo nombre evitando que queden burbujas durante 30 min. A 3000 rpm.

El hematocrito se leerá directamente en cada tubo en forma porcentual, interpretando a la vez el

grado de hemólisis observado.

6.- RESULTADOS:

Observación N°1.- (Fig. 1) En Agua Destilada y sin solución, los glóbulos

rojos no se ven alterados en su forma, presentando un estado normal sin

desequilibrio osmótico, conservando un estado normal.

Observación N°2.- (Fig. 2) En una solución con ClNa al 0.6%, siendo esta

de carácter hipotónico los eritrocitos sufren una hemolisis total, la

membrana se rompe y la célula se destruye.

Observación N°3.- (Fig. 3) En una solución con ClNa al 0.9%, se

observa una hemólisis parcial, observándose eritrocitos con membrana

rota y otros afectados en su forma.

Observación N°4.- (Fig. 4) En una solución con ClNa al 1.2%, siendo

esta una solución Isotónica no se observa alteración de parte de la

membrana de los glóbulos rojos, conservando un estado normal.

Observación N°5.- (Fig. 5) En una solución con urea, los glóbulos

rojos presentan una deshidratación provocando el fenómeno de la

crenación, los glóbulos rojos se comprimen y la membrana toma una

forma estrellada y reducida.

7.- CONCLUSIONES:

Al someter al glóbulo rojo a sustancias con diferentes estados químicos, provocan una reacción

específica, siendo esta una reacción alterando la membrana provocando su cambio de forma, ya sea

en un proceso de hemólisis o deshidratación, ambas conllevan un cambio radical en las propiedades

osmóticas como también en la forma de la misma.

8.- BIBLIOGRAFIA:

Alberts, B., Bray, D., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. y Walter, P. (1999). Introducción

a la biología celular. Ed. Omega, Barcelona.

Paniagua, R. y cols (1997). Citología e Histología Vegetal y Animal (2ª ed.). Ed. McGraw-Hill

Interamericana de España S.A., Madrid.