UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACUTLAD DE QÚIMICA

LABORATORIO DE FISIOLOGÍA (0164)

PRÁCTICA #1- PERMEABILIDAD DE LAS MEMBRANAS CELULARES

Grupo: 7

Materia: Laboratorio de Fisiología

SEMESTRE 2014-1

Laboratorio de Fisiología.

Permeabilidad de las membranas celulares

Objetivos:

1. Observar el fenómeno de la hemólisis y explicarlo en función de las diferencias de osmolaridad entre el interior y el exterior de la célula.

2. Comprobar que la osmolaridad de una solución depende del número de partículas osmóticamente activas y no de su concentración

3. Determinar la relación que existe entre el coeficiente de partición y la permeabilidad de la membrana. Explicar el fénomeno en función de la estructura química de la membrana.

Diagrama de flujo:

RESULTADOS

Experimento 1- Observación de la hemólisis

1. Tubo con 6 ml de solución salina (NaCl 0.15 M) y aproximadamente seis gotas de sangre. (Esta es la muestra de sangre que fue utilizada para los experimentos siguientes).

NaCl↔Na+¿+Cl−¿¿ ¿

Cálculo de osmolaridad:

Ejemplo de los cálculos realizados

1.Observación de la hemólisis

.

Preparamos un tubo con 6mL de solución salina al 0.9% y agregamos 4 gotas de sangre.Mezclamos.En un tubo de ensayo colocamos 5mL de agua destilada, en otro 5mL de agua con solución salina y agregamos a cada uno 6 gotas de la solución previamente preparada. Observamos.2.

Actividad osmótica

de sustancias no

difusibles

.

Preparamos las soluciones indicadas en la tabla 1 y a cada tubo agregamos 5 gotas de la solución del punto 1.Tomamos medida del tiempo transcurrido para la hemólisis y observamos.

3.Actividad

osmótica

de sustancias

difusibles

.

Colocamos en un tubo 5mL de una solución de glicerol 0.3M y en otro 5mL de una solución .3M de sacarosa. A cada tubo añadimos 5 gotas de la suspención del punto 1. Mezclamos y observamos.

4. Velocidad de difusión

Colocamos 5mL de una solución de alcohol metílico en un tubo de ensayo, 5mL de alcohol etílico en otro tubo y 5mL de alcohol propílico en un tercer tubo de ensayo.Agregamos 5 gotas de la solución del punto 1 al primer tubo, observamos y tomamos en tiempo en el que ocurrió la hemólisis.Repetimos este último paso para los otros dos tubos.

5. Tratamiento de

residuos.

A los tubos en los que agragamos solución del punto 1, añadimos unas gotas de solución neutralizadora, desechamos en la tarja y lavamos.Limpiamos y secamos el material y los desechos como lancetas o torundas y guantes los colocamos en su lugar correspondiente.

Partiendo de ley de Van¨t Hoff y considerando la modificación del coeficiente crioscópico la ecuación a utilizar es:

π=GCRT

Donde:

C=Concentración(molL

) G=CoeficienteCrioscópico R=0.082Latmmol K

T=Temperatura(K )

Tubo 1:

M=0.15 π=(1.8 )(0.15molL )( 0.082 Latm

mol K ) (298.15K )=6.60atm

Utilizando la siguiente relación: 22.4 atm= 1 Osm

6.60atm( 1Osm22.4 atm )=0.29Osm ≈ 30OSm ≈300mOsm

2. Para distinguir el fenómeno de la hemólisis se agregaron 5 gotas de la solución preparada en el punto 1 a:

- Un tubo de ensayo con 5 ml de agua (Tubo 1)

-Un tubo de ensayo con 5 ml de solución salina 0.15 M (Tubo 2)

Imagen 1. Imagen que muestra el fenómeno de hemólisis producido en el Tubo 1 y el Tubo 2.

En el Tubo 1 fue posible observar la hemólisis de los eritrocitos ya que la concentración de soluto dentro de la célula era mucho mayor que fuera de ella en donde solo había agua. Este tubo a diferencia del Tubo 2 presentaba un aspecto traslúcido propio de una solución hipotónica.

En el Tubo 2 no se produjo el fenómeno de hemólisis ya que la solución salina (0.15 M) era isoosmótica e isotónica con respecto al plasma sanguíneo de manera que no hubo actividad osmótica.

Experimento 2- Actividad osmótica de sustancias no difusibles

En este experimento se determinó la osmolaridad necesaria para que se produjera la hemólisis de eritrocitos en tres soluciones distintas pero con la misma concentración molar.

Cálculo de la concentración de diluciones:

2mlNaCl( 1 L1000ml )( 0.15mol NaCl

1 L )( 15ml )( 1000ml

1 L )=0.06M NaCl

Cálculo de osmolaridad para el NaCl:

Osm=2 (0.15M ) x1000

1 L=300mOsm

Cálculo de osmolaridad para el CaCl2:

Osm=3 (0.15M ) x1000

1L=450mOsm

Cálculo se osmolaridad para la sacarosa:

Osm=1 (0.15M ) x 1000

1 L=150mOsm

Tabla 1. Tabla que muestra los resultados obtenidos al realizar los cálculos para obtener la concentración osmolar de las disoluciones de NaCl tomando en cuenta el coeficiente crioscópico (G).

Tubo ml de NaCl (0.15 M)

ml de agua destilada

Concentración final (M)

Osmolaridad(mOsm)

Osmolaridad G=1.8(mOsm)

1 5 0 0.15 300 2702 2 3 0.06 120 108

3 1.5 3.5 0.045 90 814 1 4 0.03 60 545 0.5 4.5 0.015 30 27

Tabla 2. Tabla que muestra los resultados obtenidos de la clasificación de las disoluciones del NaCl de acuerdo a su tonicidad y concentración osmolar comparando los tubos con los preparados en el Experimento 1.

Tubo Osmolaridad(mOsm)

Tonicidad respecto al plasma

Concentración osmótica respecto al plasma

1 300 Isotónica Isoosmótica2 120 Isotónica Hipoosmótica3 90 Hipotónica Hipoosmótica4 60 Hipotónica Hipoosmótica5 30 Hipotónica Hipoosmótica

Tabla 3. Tabla que muestra los resultados obtenidos al realizar los cálculos para obtener la concentración osmolar de las disoluciones del CaCl2 tomando en cuenta el coeficiente crioscópico (G).

Tubo ml de CaCl2

(0.15 M)ml de agua destilada

Concentración final (M)

Osmolaridad(mOsm)

Osmolaridad G=2.6(mOsm)

1 5 0 0.15 450 3902 2 3 0.06 180 156

Imagen 2. Imagen que muestra los tubos 1-5 con una solución de NaCl y sangre, la hemolisis de eritrocitos ocurrió en los tubos 3-5.

3 1.5 3.5 0.045 135 1174 1 4 0.03 90 785 0.5 4.5 0.015 45 39

Tabla 4. Tabla que muestra los resultados obtenidos de la clasificación de las disoluciones del CaCl2 de acuerdo a su tonicidad y concentración osmolar comparando los tubos con los preparados en el Experimento 1.

Tubo Osmolaridad(mOsm)

Tonicidad respecto al plasma

Concentración osmótica respecto al plasma

1 450 Isotónica Hiperosmótica2 180 Isotónica Hipoosmótica3 135 Hipotónica Hipoosmótica4 90 Hipotónica Hipoosmótica5 45 Hipotónica Hipoosmótica

Tabla 5. Tabla que muestra los resultados obtenidos al realizar los cálculos para obtener la concentración osmolar de las disoluciones de la sacarosa.

Tubo ml de Sacarosa (0.15 M)

ml de agua destilada

Concentración final (M)

Osmolaridad(mOsm)

1 5 0 0.15 150

Imagen 3. Imagen que muestra los tubos 1-5 con una solución de CaCl2 y sangre, la hemólisis de eritrocitos ocurrió en los tubos 3-5.

2 2 3 0.06 603 1.5 3.5 0.045 454 1 4 0.03 305 0.5 4.5 0.015 15

Tabla 6. Tabla que muestra los resultados obtenidos de la clasificación de las disoluciones de la sacarosa de acuerdo a su tonicidad y concentración osmolar comparando los tubos con los preparados en el Experimento 1.

Tubo Osmolaridad(mOsm)

Tonicidad respecto al plasma

Concentración osmótica respecto al plasma

1 150 Isotónica Hipoosmótica2 60 Hipotónica Hipoosmótica3 45 Hipotónica Hipoosmótica4 30 Hipotónica Hipoosmótica5 15 Hipotónica Hipoosmótica

Actividad osmótica de sustancias difusibles

Imagen 4. Imagen que muestra los tubos 1-5 con una solución de sacarosa y sangre, la hemólisis de eritrocitos ocurrió en los tubos 2-5.

Imagen 5. Imagen que muestra los tubos con soluciones de Sacarosa y Glicerol. La hemólisis ocurrió en el tubo con Glicerol.

Coeficiente de partición Tiempo (seg.)

0.0097 70.0357 90.156 6

Dos soluciones isoosmóticas con respecto a los glóbulos rojos (300mOsm) una difusible (Glicerol) y otra no difusible (Sacarosa).

Se observó que el tubo del glicerol tenía un aspecto traslúcido por lo que se determinó que hubo hemólisis, mientras que el tubo con la sacarosa tenía un aspecto turbio lo que indicaba que no había ocurrido hemólisis.

Velocidad de difusión

Tabla 7. Tabla que muestra el coeficiente de partición de tres alcoholes diferentes y el tiempo en que se produjo la hemólisis de los eritrocitos.

Gráfica 1. Gráfica que muestra la relación entre el coeficiente de partición de los tres distintos alcoholes con el tiempo en que se llevó a cabo la hemólisis de eritrocitos.

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.180

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Velocidad de difusión

Tiempo

Coeficiente de partición

Tiem

po (s

eg)

DISCUSION DE RESULTADOS

1.- Observación de la hemólisis.

En ambos tubos vimos al comienzo una solución de color rojo y de aspecto turbio.En el tubo con solución salina observamos que su aspecto no cambió, adjudicamos esta falta de cambio a que los eritrocitos fueron colocados en una solución isotónica e isoosmótica por lo cual no ocurrió la hemólisis y se mantuvo la integridad de los eritrocitos.En el tubo con agua destilada, observamos que el aspecto turbio de la solución cambió por un aspecto totalmente claro, de un color ligeramente rojo y traslúcido, debido a que ocurrió la hemólisis, porque al poner a los eritrocitos en un medio hipoosmótico, el agua fluyó de un lugar de menor a mayor concentración, entrando en los eritrocitos y provocando la hemólisis. Lo que observamos a nivel macroscópico fue resultado de sólo ver hemoglobina en la sangre y creemos que los eritrocitos se hallaron en el fondo del tubo ya hemolisados.

2.- Actividad osmótica de sustancias no difusibles.Con base en los resultados obtenidos y tomando como referencia la osmolaridad de los líquidos corporales (270-300mOsm) pudimos observar que la solución contenida en el tubo 1 es isosmótica e isotónica respecto al plasma y por está razón no hubo cambio alguno en los eritrocitos; sin embargo en el tubo 2 sucedió lo mismo, pero es evidente que la osmolaridad no es la misma, incluso es menor, razón por la cual la solución de

ese tubo es hiposmótica pero a su vez es isotónica debido a que como se mencionó anteriormente, no hubo hemolisis.

En los tubos 3 a 5, claramente se observó la lisis de los eritrocitos debido a que todas las soluciones son hipotónicas, pero además identificamos que la rapidez de la hemólisis está directamente relacionada con la tonicidad de una solución, pues en el caso del tubo 5 (solución que presenta la menor concentración) la hemolisis se presentó después de los 15 segundos de adicionar los eritrocitos, en el tubo 4 el tiempo fue de 30 segundos y para el tubo 3, fue más de un minuto.

3. Actividad osmótica en sustancias difusibles.

Se mezcló en 5 mL de una solución isotónica de glicerol (0.3 M) 5 gotas de la suspensión de glóbulos rojos y se notó el tubo de ensaye sin turbidez, esto gracias a que la solución de glicerol es una sustancia difusible y por lo tanto, ésta entró libremente a través de la membrana e hizo que los glóbulos rojos “explotaran”, es decir, se produjo la hemolisis.

En cambio, en 5 mL de una solución isotónica de sacarosa (0.3 M) 5 gotas de la suspensión de glóbulos rojos y se notó una turbidez en el tubo de ensaye, esto quiere decir que los glóbulos rojos siguen intactos, es decir, que no ocurrió la hemolisis.

En el análisis de lo observado, podemos decir que la solución de glicerol es una solución isotónica, pero no es isoosmótica ya que si ocurrió la hemólisis. Esto ocurrió ya que gracias a que el glicerol es una sustancia difusible y por esta propiedad es capaz de pasar libremente a través de la matriz lipídica sin ninguna restricción, al hacerlo, hace que el eritrocito cambie de tonicidad y se inflame hasta reventarse (hemolisis). En caso contrario, la solución de sacarosa es tanto isotónica como isoosmótica, ya que ésta no es difusible en la membrana y por lo tanto no puede atravesar la membrana, solo de disolvente (en este caso el agua), pero como la solución es isotónica no hay paso de éste y la célula no cambia de tonicidad.

CONCLUSIONES

En la membrana celular se lleva a cabo un tipo de transporte pasivo denominado ósmosis, basándonos principalmente en este fenómeno, identificamos que al agregar eritrocitos en una solución hipoosmótica se observa la hemólisis, mientras que en el caso de una solución isoosmótica los eritrocitos no sufren modificación alguna.

La osmolaridad de una solución depende del número de partículas osmóticamente activas (que son incapaces de atravesar la membrana).

Uno de los parámetros utilizados para medir la difusibilidad de las sustancias a través de la matriz lipídica de la membrana es el coeficiente de partición, éste valor nos indica que tan rápido pasan éstas a través de la membrana.

BIBLIOGRAFÍA

-Fox, I.S. (2011). FISIOLOGÍA HUMANA. Mac Graw Hill. México, D. F. 129-138 pp.

- Ganong, W.F (1997). FISIOLOGÍA MÉDICA. Editorial El Manual Moderno. México, D.F. 28-37 pp.