PermeabilidaddelasmembranascelularesHernndezAldreteDiegoAlberto

MedinadelaTorreAlfonsoMirandaHernndezMartn

OjedaDucoingMayraJocelynPeraltaIldefonsoMarthaJanneth

RomeroVenadoJannettVillalobosLpezDianaCecilia

Materia,grupoyfechaderealizacinLaboratoriodeFisiologagrupo3Fechaderealizacindelaprctica:13deAgosto3013Fechadeentregadelreportedelaprctica:20deAgosto2013IntroduccinLa membrana plasmtica consiste en lpidos, protenas, y pequeas cantidades de carbohidratos, es de apariencia trilaminar esta capa de lpidos y protenas forman el lmite de cada clula, adems actan como barrera mecnica que atrapa las molculas necesarias dentro de la clula determina la composicin de las clulas al permitir el paso selectivo de sustancias especficas entre ella y su medio ambiente. Adems, mantiene las diferencias en las concentraciones de iones dentro y fuera de la clula lleva a cabo las actividades homeostticas y coordina sus funciones con las de las otras clulas. La estructura de la membrana se conoce como el modelo de mosaico fluido, haciendo referencia a la fluidez de la membrana y al patrn demosaicoenconstantecambio.El componente lpido posee fosfolpidos, colesterol, y glucolpidos y explica la elevada permeabilidad de la membrana celular a sustancias liposolubles, como dixido de carbono, oxgeno, cidos grasos y hormonas esteroides. El componente lpido de las membranas celulares tambin causa la escasa permeabilidad de la membrana celular a sustancias hidrosolubles,comoiones,glucosayaminocidos.Las sustancias pueden transportarse en favor de un gradiente electroqumico Transporte pasivo o contra un gradiente electroqumico Transporte activo. El transporte pasivo se produce por difusin, simple o facilitada, y no requiere ingreso de energa metablica. El transporte activo puede ser primario o secundario, la distincin entre stos se basa en la fuente de energa. El primero necesita un aporte directo de energa metablica el segundo utiliza un aporte indirecto de energa metablica. La difusin simple es la nica no mediada por transportador.Adems del gradiente de concentracin, existen otros factores que influyen sobre la tasa de difusin neta a travs de la membrana. El efecto de estos factores est contemplado en la Ley deFick:*Lamagnituddelgradientedeconcentracin:Silamembranaespermeableaunasustancia.*El rea de la superficie membranal a travs de la cual las sustancias se difunden. Cuanto mayorsealasuperficiedisponiblemayorserlatasadedifusin.*La liposolubilidad de la sustancia. Cuanto mayor sea la liposolubilidad de una sustancia, sta difundirconmayorrapidezafavordesugradientedeconcentracin.*El peso molecular de la sustancia. Mientras mayor sea el peso molecular menor ser la tasa

dedifusin*Distancia.Cuantomayorsealadistancia,mslentaserlatasadedifusin.La smosis es la difusin neta de agua a travs de la membrana. Para que se produzca la smosis, la membrana debe ser de permeabilidad selectiva, es decir, debe ser ms permeable a molculas de agua que a una especie de soluto. La fuerza necesaria para evitar la smosis es la presin osmtica. La presin osmtica depende de la concentracin de partculas osmticamenteactivasypermanenciadelsolutoenlasolucin.Ysecalcula:

=RTCg

Dnde::Presinosmtica

g:nmerodepartculasosmticamenteactivasC:ConcentracinR:ConstantedelosgasesT:Temperaturaabsoluta.

La presin osmtica es una propiedad coligativa, ya que depende de la concentracin del soluto y son independientes de la naturaleza. En el plasma sanguneo, la presin osmtica tiene una concentracin de partculas disueltas equivalentes a 0.3 molar, comprendiendo tanto sustancias noionizadascomoelectrolitos.El coeficiente de particin, por definicin, describe la solubilidad de un soluto en aceite (u otro solvente orgnico) en relacin con su solubilidad en agua. Cuanto mayor sea la solubilidad relativa en aceite mayor ser el coeficiente de particin y el soluto se puede disolver ms fcilmenteenlabicapalipdicadelamembrana.Cuando dos soluciones separadas por una membrana semipermeable tienen la misma presin osmtica eficaz, son isotnicas, esto es, no hay flujo de agua entre ellas debido a que no existe diferencia de presin osmtica eficaz a travs de la membrana. Cuando dos soluciones tienen presiones osmticas eficaces diferentes, la solucin con menor presin osmtica eficaz es hipotnicayaquellaconpresinosmticaeficazmsaltaeshipertnica.

HiptesisAl poner en contacto a los eritrocitos con disoluciones que se encuentren a una osmolaridad menora0.3Osm/Lhabrhemlisis.La hemlisis se llevar a cabo ms rpidamente cuando las concentraciones de sustancias con molculasosmticamenteactivasseanmenoresyconmolculasdemenorpesomolecular.

Objetivosgenerales Observarelprocesodelahemlisis. Comprobar que la osmolaridad de una solucin depende del nmero de partculas

osmticamenteactivasynodesuconcentracin Determinar la relacin que existe entre el coeficiente de particin y permeabilidad de la

membrana

Objetivosparticulares Verificar que se haya llevado a cabo la hemlisis cuando los eritrocitos son puestos en

diferentestiposdedisolucionesyconcentracionesdelasmismas.Relacionarlavelocidaddelahemlisisconelpesomoleculardelassustancias.

MaterialymtodosAntes de comenzar, toda persona involucrada con la manipulacin de muestras biolgicas deber lavarse perfectamente las manos con agua y jabn, antes y despus de su actividad en el laboratorio segn lo sealado en el artculo 10 del Reglamento Interno de Higiene y Seguridad paralosLaboratoriosdelDepartamentodeBiologadelaFacultaddeQumica.

1.ObtencindelosglbulosrojosdelasangreEn un tubo de ensayo colocar 6 mL de una solucin salina de NaCl 0.15M. Posteriormente y con ayuda de una lanceta, pinchar el dedo de alguna persona del equipo de trabajo, esperar a que la sangre fluya a travs del dedo y agregar 6 gotas en el tubo de ensayo preparado por ltimo, mezclarconsuavidad.2.ObservacindelahemlisisEn dos tubos de ensayo previamente etiquetados, colocar en un tubo 5 mL de agua destilada y en otro 5mL de solucin salina de NaCl 0.15M. Enseguida, agregar 5 gotas de la suspensin de glbulos rojos anteriormente preparada, si no observa ningn cambio en los tubos, agregar otras 5 gotas hasta que exista una diferencia. Anotar sus observaciones y determinar en cul se haproducidolahemlisis.3.ActividadosmticadesustanciasnodifusiblesEn 15 tubos de ensayo, preparar las diluciones indicadas en la Tabla 1 para cada una de las sustancias mencionadas. Agregar 5 gotas de la suspensin de glbulos rojos a cada tubo y mezclar con suavidad determinar la osmolaridad y el tiempo aproximado en que ocurre la hemlisis de los glbulos rojos, lo que le ayudarn a determinar la permeabilidad de la membranafrentealasdistintasdisoluciones.Tabla1.Concentracinfinalesperadadelasdisolucionesautilizar(ttulodelatabla)*Mayra aqui pon la tabla que viene en la prctica pero sin la parte que dice osmolaridad, solo ponelvalordeGperonolosresultados4.ActividadosmticadesustanciasdifusiblesColocar en un tubo de ensayo 5mL de un solucin de glicerol 0.3M y en otro 5mL de una solucin de sacarosa 0.3M agregar 5 gotas de la suspensin de glbulos rojos, mezclar suavementeyobservarelprocesodedifusinenlamembrana.5.VelocidaddedifusinColocar en 3 tubos de ensayo 5mL de una solucin de Alcohol metlico 0.3M, Alcohol etlico 0.3M y Alcohol proplico 0.3M respectivamente agregar a cada uno 5 gotas de la suspensin de glbulos rojos, mezclar suavemente, observar los efectos y medir el tiempo (en segundos) en queseproducelahemlisisycompararconlahemlisisproducidaenelaguadestilada.

Resultados1.ObservacindelahemlisisTabla2.Observacindelahemlisis.

Sustancia Aspectodelasolucin

SolucinSalina SolucinOpaca

Aguadestilada SolucinTranslcida

2.Actividadosmticadesustanciasnodifusibles.Tabla 3. Observaciones y clculo de la osmolaridad de disoluciones de NaCl con diferentesconcentraciones

Tubo

mLdeNaCl0.15M

mLdeH2Odestilada

Concentracinfinal(M)

Osmolaridad(G=1.8) Observaciones

1 5 0 0.15 0.25 aspectoturbio

2 2 3 0.06 0.11 aspectoturbio

3 1.5 3.5 0.045 0.88 aspectoturbio

4 1 4 0.03 0.58 Translucido

5 0.5 4.5 0.015 0.029 Translucido

Tabla 4. Observaciones y clculo de la osmolaridad de disoluciones de CaCl2 con diferentesconcentraciones

Tubo

mLdeCaCl20.15M

mL deH2Odestilada

Concentracinfinal(M) Osmolarida

d(G=12.6) Observaciones

1 5 0 0.15 0.425 aspectoturbio

2 2 3 0.06 0.17 aspectoturbio

3 1.5 3.5 0.045 0.127

aspecto turbio pero despus de cierto tiempo se

homogeneiz

4 1 4 0.03 0.085homogeneiz muyrpido

5 0.5 4.5 0.015 0.042homogeneiz msrpidoqueeltubo4

Tabla 5. Observaciones y clculo de la osmolaridad de disoluciones de sacarosa con diferentesconcentraciones

Tubo

mLdesacaros

a0.15M

mLdeH2Odestilada

Concentracinfinal(M)

Osmolaridad

Observaciones

1 5 0 0.15 0.16 Aspectoturbio

2 2 3 0.06 0.065 translcido

3 1.5 3.5 0.045 0.049 translcido

4 1 4 0.03 0.032 translcido

5 0.5 4.5 0.015 0.016 translcido

3.Actividadosmticadesustanciasdifusibles.Tabla6.Comparacinentrelassolucionesutilizadasparaobservarelfenmenodedifusin

Sustancia Aspectodelasolucin

Glicerol Translucido

Sacarosa Opaco, con dos fases fcilmentedistinguibles

4.Velocidaddedifusin.Tabla 7. Determinacin del tiempo en que sucede el fenmeno de difusin en diferentes soluciones

Solucinisoosmtica(0.3M) Tiempo(s)

Alcoholmetlico 17.37

Alcoholetlico 18.46

Alcoholproplico 20.34

Anlisisderesultados1.ObservacindelahemlisisTubosiniciales(testigo):

Solucin salina (NaCl): No se presenta hemlisis (aspecto de turbidez) es decir la solucinesisotnica.

Aguadestilada:Presenciadehemlisis(aspectodehomogeneidad).2.Actividadosmticadesustanciasnodifusibles.TubosconsolucindeNaCl

tubo1:nohubohemlisis tubo2:Empiezalahemlisis tubo3:hubohemlisis tubo4:hubohemlisis tubo5:hubohemlisis

TubosconsolucindeCaCl2 tubo1:nohubohemlisis tubo2:nohubohemlisis tubo3:tardenpresentarsehemlisis tubo4:hubohemlisis tubo5:hubohemlisis

Tubosconsolucindesacarosa tubo1:nohubohemlisis tubo2:hubohemlisis tubo3:hubohemlisis tubo4:hubohemlisis tubo5:hubohemlisis

3.Actividadosmticadesustanciasdifusibles.Glicerol:Hubohemlisisenlamayorpartedelamuestra.Sacarosa:Nohubohemlisis.4.Velocidaddedifusin.Alcoholmetlico(CH3OH).HubohemlisisAlcoholetlico(CH3CH2OH).HubohemlisisAlcoholproplico(CH3CH2CH2OH).Hubohemlisis

Grfica1.Velocidaddedifusindedisolucionesdealcoholmetlico,proplicoyetlicoLa velocidad a la que sucede la hemlisis con respecto a su coeficiente de particin es directamenteproporcionalypresentaunaumentodeformalineal.

DiscusindelosresultadosEn la primera determinacin se pudo observar que el contenido del tubo con solucin salina permanece opaco debido a que cuando hay dos sustancias isotnicas no se observa ningn movimiento osmtico (Starr, Taggart 2007) por el contrario, si el tubo con agua destilada se encontraba translcido, se debe a que al introducir a los eritrocitos a una solucin hipotnica como el agua, se produce una penetracin de agua en los glbulos rojos provocando el fenmeno de la hemlisis, por lo tanto, las soluciones que resultarn translcidas demostraban que haba presencia de hemlisis (Thews, Mutschler 1983). Debemos considerar tambin que una solucin homognea requiere que no haya diferentes fases, y sabemos que mientras la membrana recubre a la clula esta es una fase a parte, por lo tanto al observar que la solucin se homogeneiza podemos deducir quehubohemlisisDe igual forma se trabaj con concentraciones distintas de reactivos que no difunden a travs de la membrana, debido al tamao de la partcula y que al ser diluidas con agua destilada se volvan soluciones hipotnicas. As, teniendo una mayor concentracin de agua que de reactivos, la hemlisis se presenta ya que se permite el paso a travs de la membrana plasmtica mediante el proceso de smosis a travs de las dos posibles vas: movindose a travs de la bicapa lipdica o por la accin de las acuaporinas, protenas integralesdelamembranaquefuncionancomocanalesdeagua.Para los siguientes casos como en el tubo con glicerol se pudo observar que ocurri hemlisis, en cambio en el tubo con sacarosa permaneci opaco, lo cual indica que a pesar de que las soluciones son isoosmticas con respecto a la solucin preparada de glbulos rojos, no son isotnicas ya que el glicerol al ser una sustancia difusible produce

ungradienteosmticoprovocandocambiosenlosglbulosrojos.Al difundir 3 distintos alcoholes a travs de la membrana, arrastran agua con ellos y provocan que la clula aumente su tamao y eventualmente hemolise por lo tanto las sustancias que difundan ms rpidamente provocarn una hemlisis ms veloz, de igual forma, otro factor muy importante para determinar la velocidad a la que hemolisar la clulaeselnmerodepartculasosmticamenteactivasdeunamolcula.Ya que la velocidad de difusin a travs de la membrana depende del coeficiente de particin (un mayor coeficiente de particin tiene el efecto de aumentar el gradiente de concentracin de la membrana, es decir aumenta la difusin)(Ramn Latorre,1996) podemos deducir que se produjo hemlisis ms rpidamente en las clulas expuestas a sustancias con mayor coeficiente de particin (en este caso el propanol o cido proplico), locualconcuerdaconlosresultadosobservados.

Conclusiones

Se lograron los objetivos, tanto observar la hemlisis debido al comportamiento de los glbulos en las soluciones (visibles para su comparacin), como corroborando la relacin de la osmolaridad con el tipo de soluciones (isotnicas, hipotnicas, hipertnicas) y por ltimolacorrelacindeltiempoconlaconcentracindesoluciones.

ReferenciasSherwood,FisiologaHumanadelasclulasalossistemas,CengageLearningEditores.Mxico7aedicin(2011)pp5354,pp6263.

GeraldKarp,BiologaCelularyMolecularconceptosyexperimentos,McGrawHill.Mxico6aedicin(2011)pp118119,pp144145.

Fox,FisiologaHumana,McGrawHill.Mxico1aedcin,(2003),pp132133.

CecieStarr,RalphTaggart,Biologa:Launidadyladiversidaddelavida,CengageLearningEditores.Mxico(2007)pp84

GerhardThews,ErnstMutschler,Anatoma,fisiologaypatofisiologadelhombre:Manualparafarmacuticosybilogos,EditorialRevert.Barcelona(1983)pp129

RamnLatorre,Biofsicayfisiologacelular,UniversidaddeSevilla.EEUU(1996)pp93

URLpginadisponibleen

http://www.facmed.unam.mx/publicaciones/libros/pdfs/laguna_4156.pdf,consultadaporltimavezelda17/08/2013