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DISTRIBUCION Y AUTOEVALUACIÓN

LA PANTALLA SIGUIENTE PERMITE EL ACCESO AL MENÚ EN LA FORMA PROGRAMADA POR EL MENU. Otra forma es colocar la señal del ratón sobre cada texto marcado para dirigirse a un tema de su elección; debe marcar obligatoriamente el botón REGRESAR para regresar a esta pantalla. Bomba sodio-potasio no electrogénica Estado estacionario Exceso aniónico Campo eléctrico Gibbs- Donnan Célula Intersticio aniones cationes potencial eléctrico Difusión iónica Proteínas Trabajo eléctrico Trabajo químico Transporte activo Líquidos orgánicos sistema digestivo orina Ecuación de Nernst plasma Electroneutralidad sudor Equilibrio Potencial eléctrico Plasma fisicoquímico aniones electroquímico cationes Volumen celular

DISTRIBUCION DE ELECTROLITOS ECUACION DE NERNST PRINCIPIO DE GIBBS - DONNAN COMPOSICION IONICA Menú general

A Hay dos características que es necesario tener en cuenta para explicar la desigual distribución de sustancias y de iones en el organismo: el transporte activo y la acción de sustancias que no atraviesan libremente la membrana celular o epitelial En el primer fenómeno, el transporte activo de sustancias, la ecuación de Nernst analiza mecanismos existentes en la membrana celular con aporte de energía, lo que altera el equilibrio fisicoquímico que se ha descrito antes. Se genera una diferencia de cargas o cambios. . . . Menú de potencial en una membrana. 1 de 2

REGRESAR El segundo fenómeno, descrito en el principio Gibbs-Donnan, permite analizar la influencia de una membrana que impide la libre difusión de moléculas de alto peso molecular y numerosas cargas. Se puede considerar el caso de los capilares vasculares que retienen en su interior las proteínas. Es conveniente diferenciar el estado estacionario que mantiene los valores de las concentraciones de las soluciones en el organismo con variaciones mínimas en el tiempo, de la condición de equilibrio que definen. . . . . la leyes de la fisicoquímica. Menú 2 de 2 A

ECUACION DE NERNST TRANSPORTE ACTIVO (Bomba sodio - potasio) DIFUSION IONICA TRABAJO QUIMICO TRABAJO ELECTRICO EQUILIBRIO ELECTROQUIMICO ECUACION DE NERNST ANALISIS GENERAL , Menú general

REGRESAR T R A N S P O R T E A C T I V O En la membrana celular de los organismos vivos hay un movimiento pasivo de iones, en función de su concentración y su permeabilidad, que se han descrito en el capítulo ELECTROLITOS La aplicación de las leyes físicas y químicas conduce a una homogeneización de los sistemas cuando alcanzan la condición de equilibrio. clic La heterogeneidad existente en los seres vivos se debe fundamentalmente a transportes activos; la ATPasa Na +- K +, llamada "bomba sodio-potasio” es el ejemplo. mas conocido y difundido, que se utiliza en docencia para entender después sistemas complejos. Menú 1 de 4 A

T R A N S P O R T E A C T I V O REGRESAR La “bomba sodio-potasio” conduce a una salida de sodio intracelular y a una entrada de potasio extracelular, que no es una difusión pasiva y no es electrogénica o generadora, por si misma, de un potencial eléctrico. Es un transporte que se produce con un gasto energético por lo que no se corresponde a las leyes fisicoquímicas antes descritas y no favorece los principios de homogeneización de los sistemas o de las soluciones. Menú 2 de 4 A

T R A N S P O R T E A C T I V O REGRESAR 10 150 120 100 80 40 20 La salida activa del ión sodio, produce bajas concentraciones intracelulares de este ión, del orden de 10 m. Eq / l. El ingreso activo del ión potasio, produce altas concentraciones intracelulares del orden de 150 m. Eq/ l. 150 140 120 100 80 60 40 10 Las variaciones de concentración o los conceptos de electroneutralidad se refieren habitualmente a Equivalentes químicos (del orden de 6. 06 * 1023 moléculas o iones). Los movimientos que se producen en la membrana celular, se refieren a iones o moléculas. (Ver Líquido intracelular en este programa ) Menú 3 de 4 A

T R A N S P O R T E A C T I V O REGRESAR 10 150 Esta diferencia de composición entre los líquidos intra y extracelulares produce el movimiento de unos pocos iones, que constituyen cantidades suficientes para mantener los eventos eléctricos de las células nerviosas, del músculo liso, esquelético y cardíaco. El movimiento a nivel de membrana a veces corresponde a unos pocas iones; puede crear confusión con el concepto de electroneutralidad. Esa modificación también corresponde a una pequeñísima porción del volumen celular. (Ver Líquido intracelular en este programa ) Menú 4 de 4 A

REGRESAR D I F U S I O N I C A 10 A Hay numerosos fenómenos asociados, entre los que se halla la difusión de iones a través de la membrana. 140 Depende de q la permeabilidad de cada ión q 150 5 clic el gradiente de concentración que generan los transportes activos de las membranas celulares. La concentración extra e intracelular es en el ser humano q para el sodio de 140 y 10 m. Eq / l q para el potasio de 5 y 150 m. Eq / l. Menú 1 de 5

REGRESAR D I F U S I O N I C A 10 La permeabilidad del potasio es mucho mayor que la del sodio y el gradiente de concentración también. - +140 Se produce entonces una pérdida neta de cargas positivas ya que la salida de potasio es mayor que la entrada de sodio. - + 150 - +5 clic - + 150 - + clic La salida de algunos iones potasio es suficiente para producir un desbalance en las cargas eléctricas de la membrana ( potencial eléctrico ) haciendo que haya mas cargas negativas en el lado interno de la membrana. Esta diferencia de potencial sigue creciendo hasta que las cargas negativas atraen a los iones potasio intracelulares e impiden que continúe su difusión hacia el espacio extracelular. Es un fenómeno en constante actividad que puede dar la impresión de ausencia de cambios en el tiempo: Es un estado estacionario. Menú 2 de 5 A

A D I F U S I O N I C A 10 140 Iones con carga negativa como las proteínas se encuentran intracelu larmente, porque atraviesan la membrana con una gran dificultad por su tamaño molecular grande. 150 5 Son responsables de otros fenómenos que también contribuyen a la desigual distribución de los iones, como se verá mas adelante. (Ver Líquidos del organismo en este programa ) Menú 3 de 5

REGRESAR D I F U S I O N I C A - + Suele prestarse a confusión el hecho de que en una misma célula se acepte que existe electoneutralidad, pero simultáneamente haya diferencia de cargas eléctricas en su membrana. - + Por ello suele hablarse de macroelectroneutralidad cuando se utiliza el concepto fisicoquímico habitual, de igual número de cargas eléctricas de signo opuesto. - + La unidad usada normalmente es el equivalente químico y se refiere a todo el volumen celular. - + clic La diferencia de cargas que genera el potencial eléctrico celular se refiere sólo a un reducido número de iones ( no son Equivalentes que están en el orden de 6. 06 * 1023 o aproximadamente 6. 0600000000000 iones). El volumen celular donde la distribución se modifica es una mínima parte comprendida en el espesor de una Menú membrana celular. 4 de 5 A

A D I F U S I O N I C A Existen numerosos transportes activos a nivel de la membrana celular que conducen fundamentalmente a : q el movimiento de diferentes iones como Sodio, Potasio, Cloruro, Calcio, Magnesio, Manganeso, que son fundamentales en la actividad nerviosa y muscular q la regulación del volumen celular y por lo tanto de la concentración de las sustancias q el control de la concentración de hidrogeniones y su relación estructura proteica intracelular y la actividad enzimática. con la clic La descripción cualitativa puede ser ajustada con los aspectos cuantitativos del trabajo químico ( Wq ) generado por las diferencias de concentración y del trabajo eléctrico ( We ) producido por la desigualdad de cargas de los iones. Se procederá a realizar un análisis detallado hasta llegar a las ecuaciones finales, que son las de uso habitual. Menú 5 de 5

REGRESAR T R A B A J O Q U I M I C O Hay en el fenómeno de balance iónico, un trabajo químico ( Wq ) determinado básicamente por gradientes de concentración y un trabajo eléctrico ( We ) generado por gradientes de cargas eléctricas o de potencial. clic Se define el trabajo químico (Wq) como la energía necesaria para transportar un mol de sustancia desde zonas de otras de+ ) concentración abaja ( Ke concentración alta ( Ki+ ) Ello quiere decir que ocurre a favor de un gradiente de concentración. Debe recordarse, pues se presta a confusión, que el gradiente se define de baja a alta concentración Wq mol Ke+ Ki+ (ver Glosario en el programa Apéndice) Menú 1 de 3 A

T R A B A J O q la constante general de los gases ( R ) q la temperatura absoluta ( T ) a la que se produce el fenómeno. q Q U I M I C O REGRESAR El trabajo químico (Wq) se puede cuantificar por la ecuación que contiene q clic el gradiente de concentra ción (d. C) Wq mol Ke+ Ki+ el espacio a recorrer (dx) Wq = RT ln d. C / dx Wq = R T ln [ Ke+] / [ Ki+] Menú 2 de 3 A

REGRESAR La difusión de un ión es un fenómeno normal en el movimiento de las partículas que utilizan la energía interna del sistema. T R A B A J O Es obvio que cuando una partícula se mueve de mayor a menor concentración tiene un sentido inverso a lo definido como trabajo químico. clic Q U I M I C O Wq mol Ke+ La difusión de una sustancia se produce desde lugares de concentración alta hacia los de concentración baja y su tendencia es a que todo el sistema adquiera la misma concentración. Ki+ Difusión El trabajo químico requiere de un aporte de energía para ser realizado y contribuye a hacer heterogéneo el sistema. Menú 3 de 3 A

REGRESAR T R A B A J O E L E C T R I C O Cuando la molécula o la partícula tiene carga positiva o negativa y se traslada en un sistema que tiene un campo eléctrico se realiza un trabajo eléctrico. clic Se define el trabajo eléctrico ( We ) como la energía necesaria para transportar un mol de sustancia de carga positiva ( Ki+ ) hacia el campo eléctrico del mismo signo. We mol Ke+ El potasio es movido al lado externo de la membrana celular. (ver Glosario en el programa Apéndice) + + - Ki+ + - Campo Eléctrico Ee Ei Menú 1 de 3 A

T R A B R A O A Se debe tener en cuenta, para cuantificar el trabajo eléctrico, la siguiente ecuación, que contiene q la energía necesaria para mover un mol de sustancia (F= 96500 coulomb / mol) q la valencia del ión (z) E L E C T R I C O q la diferencia de potencial eléctrico en la membra na ( d. E = Ei - Ee) q la distancia a recorrer (dx) clic We mol Ke+ + + - Ki+ + - Campo Eléctrico Ee Ei We = z F d. E / dx Menú 2 de 3

T R A B A J O E L E C T R I C O REGRESAR El ión potasio realiza un trabajo eléctrico cuando es. . . . . desplazado hacia el exterior de la membrana en que las cargas eléctricas del ión y del lado externo de la membrana son positivas y se repelen; por ello se debe gastar energía en el proceso. El movimiento por la presencia del campo eléctrico para el ión potasio es hacia el exterior celular. En un sentido opuesto al trabajo clic químico hay un proceso, el de difusión, que tiende a la homogenización del sistema. We mol + + Ke + - Ki+ + - Para el trabajo eléctrico hay también una fuerza determinada por la atracción de cargas positivas (Ke+) que se desplazan al interior celular. Es una fuerza que tiende a la homogenización del sistema. Campo Eléctrico clic De la interacción de todas las fuerzas descritas se logra un estado estacionario, diferente. al equilibrio fisicoquímico, pero que se mantiene estable en el tiempo. Menú 3 de 3 A

REGRESAR E Q U I L I B R I E O L E C T R O Q U I M I C O Se alcanza la condición de Equilibrio Electroquímico cuando el trabajo químico iguala al trabajo eléctrico Se produce un estado estacionario que si bien está alejado del equilibrio fisicoquímico se mantendrá constante mientras no varíen los gradientes de concentración y de potencial eléctrico. clic Wq = R T ln [Ke+] / [Ki+] Wq mol Ke+ We = z F d. E / dx + + - Ki+ + - We mol Menú 1 de 2 A

E Q U I L I B R I E O L E C T R O Q U I M I C O A We = Wq z F d. E/dx = RT ln [Ke+] / [Ki+] clic d. E/dx = (R T / z F ) ln [Ke+] / [Ki+] La diferencia de potencial ( d. E/dx ) generado por el proceso químico y eléctrico antes descrito, se llama Potencial de Equilibrio para ese ión y está descrito por la ECUACION DE NERNST. Wq mol Ke+ + + - Ki+ + - We mol Menú 2 de 2

REGRESAR E C U A C I O N d. E/dx = (R T / z F ) ln [Ke+] / [Ki+] e k= K ln [Ke+] / [Ki+] Para 37 grados centígrados y cambiando logaritmo natural o neperiano ( ln ) por logaritmo de base 10 ( log ) se puede escribir la D E N E R N S T Nernst ek = 61 * log ecuación de clic [Ke+] / [Ki+] Es la ecuación de uso común en fisiología, clínica, cuando se desea conocer el valor del potencial de equilibrio del potasio ( e. K ). Su valor para cualquier otra sustancia es una función de la concentración existente para un ión en el espacio extra ( e ) e intracelular ( i ) limitado por una membrana. (ver Glosario en el programa Apéndice) Menú 1 de 2 A

E C U A C I O N D E N E R N S T Esta ecuación permite analizar las condiciones de estado estacionario de los diferentes iones que se encuentran separados por una membrana que adquiere cargas eléctricas o una diferencia de potencial. Es un tema que se desarrolla especialmente para explicar el comportamiento de las células excitables, como las del sistema nervioso y cardíaco. clic . Analizando la ecuación de Nernst se desprende que la concentraciones intra y extracelulares de un ión están determinando una diferencia de potencial en la membrana. Por otra parte se puede entender que si de manera experimental se logra establecer una diferencia de potencial en una membrana, se fijará una determinada distribución del ión, que además es predecible. clic Debido a los transportes activos de la diferentes membranas celulares, se generan distintas distribuciones de iones y diferentes potenciales de membrana, lo que se verá mas adelante. Es obvio que el análisis que se realiza en forma habitual es sumamente simplificado, pues se refiere solamente al ión potasio y la composición celular es sumamente compleja. Menú 2 de 2 A

REGRESAR A N A L I S Se desarrolla un modelo presentado en el libro Physiology and Biophysics de Ruch y Patton para hacer algunas aproximaciones cuantitativas del equilibrio electroquímico, pues permite unir diferentes fenómenos presentes en los líquidos biológicos. Intra Extra 4 Na+ clic La descripción de este sistema de transporte activo, indica que q no es en sí mismo generador de una diferencia de cargas eléctricas o de potencial en la membrana. q no es un sistema electrogénico pues mueve igual número de partículas en ambos sentidos y no modifica el equilibrio eléctrico pre existente. 400000 Na+ 400000 K+ G E N E R A L clic Se supone un ingreso a la célula de 4 Na+, debido a la baja permeabilidad y en razón de una diferencia de concentración. Menú 1 de 7 A

A N A L I S REGRESAR Se ha desarrollado antes la mayor permeabilidad. . . del potasio, pero si se supone concretamente que es 50 veces mayor que la permeabilidad del sodio, se moverán 200 iones (4 * 50). Como la concentración intracelular es mayor por el transporte activo, la Intra Extra difusión del potasio es hacia el espacio clic extracelular. 4 Na+ Al cumplirse el principio de electroneutralidad (macro), salen 192 400000 Na+ cloruros acompañando a los 200 iones potasio: 400000 K+ G E N E R A L Difusión 200 K+ 192 Cl- quedan en el espacio intracelular 4 Cl para acompañar al Na + que entró a la célula y además el espacio extracelular perdió 4 cargas positivas. clic Se ha producido una salida de 388 iones o partículas hacia el espacio extracelular (200 + 192 - 4) De esta manera se ha cuantificado el desplazamiento…… ……. . Menú ………. . . de cargas eléctricas en la membrana. 2 de 7 A

A A N A L I S Intra Extra Se ha producido una salida de 388 iones o partículas hacia el espacio extracelular (200 + 192 - 4) 4 Na+ 400000 Na+ clic 400000 K+ G E N E R A L Difusión 200 K+ 192 C l- 200 + 192 – 4 De esta manera se ha cuantificado el desplazamiento de iones. Falta conocer otros fenómenos asociados como son el movimiento de agua y de cargas eléctricas en la membrana. 388 Menú 3 de 7

A N A L I S Intra En el programa ELECTROLITOS se explicó la pequeña disociación del agua, por lo que se acepta que su concentración es constante y de 55. 5 Mol / l. Extra 4 Na+ 400000 Na+ clic 400000 K+ 200 Difusión K+ 192 Cl. G E N E R A L El modelo presentado supone una concentración de 0, 310 Eq / l ( solución 0. 150 N ) q 0, 150 aniones q 0, 150 cationes 0, 310 Eq 1 ión 55, 5 Mol H 20 178 clic Moléculas de H 20 disociados en los 55. 5 moles de agua. Esa concentración permite calcular que cada partícula o ión es acompañada por 178 moléculas de H 20. Menú 4 de 7 A

REGRESAR A N A L I S El cálculo anterior permite entender que las 288 partículas salen de la célula con 69452 moléculas de H 20. Intra Extra 4 Na+ clic 400000 Na+ 400000 K+ G E N E R A L Difusión 200 K+ 192 Cl- 0, 310 Eq 1 ión 288 iones Los aspectos cuantitativos suelen parecer complicados, pero es el único camino que permite establecer una relación que es fundamental para entender las patologías de los electrolitos y sobretodo encarar su reposición y corrección. 55, 5 Mol H 20 El fenómeno antes descrito contribuye a regular el volumen celular. Ello se hace evidente cuando se bloquea o impide el transporte activo y la célula estalla por falta de control y exceso de agua intracelular. 178 moléculas 69452 moléculas Menú 5 de 7 A

A N A L I S G E N E R A L REGRESAR La primera aproximación cualitativa permite observar. . . una salida mayor de cargas positivas, por lo que la membrana intracelular o intravascular tendrá carga negativa. Intra Se ha desarrollado antes la ecuación de Nernst que permite calcular el potencial de equilibrio para el potasio. Extra - + e = 61 * log [Ke+] / [Ki+] - + - + Cuando la concentración de potasio extracelular es de 4 m. Eq/l y el intracelular de 155 m. Eq / l se calcula una diferencia de potencial de - 97 milivoltios. - + clic Obviamente si se analizara de la misma manera el comportamiento del cloruro, por tener carga negativa tendrá una relación opuesta a la encontrada para el potasio e = 61 * log [ Cli ] / [ Cle ] - - Menú 6 de 7 A

A N A L I S G E N E R A L Ambas ecuaciones representan el mismo electroquímico por lo que se pueden igualar. equilibrio . . . . REGRESAR A 61 * log [ Ke+ ] / [ Ki+ ] = 61 * log [ Cli- ] / [ Cle- ] log [ Ke+ ] / [ Ki+ ] = log [ Cli- ] / [ Cle- ] [ Ke+ ] / [ Ki+ ] = [ Cli- ] / [ Cle- ] clic La condición de Equilibrio Electroquímico puede entonces simplificarse aceptando que el producto de los iones extracelulares es igual al producto de los iones intracelulares. Debe enfatizarse que es una igualdad del producto de las concentraciones, porque sus concentraciones en forma aislada son diferentes. No es una condición de equilibrio fisicoquímico, sino de estado estacionario Ke+ ] * [ Cle- ] Ki+ ] * Cli- ] clic [ =[ [ Estas aproximaciones cuantitativas permiten estudiar la incidencia en el potencial de membrana celular de la concentración, de cambios de la permeabilidad, del movimiento de cargas eléctricas de agua, en una mezcla compleja de iones. El análisis realizado antes debe completarse con mayor …………. Menú información, que se irá añadiendo progresivamente…………… en cada tema. 7 de 7

REGRESAR Los fenómenos antes descritos, han sido utilizados para. . . . . enunciar el Principio de Gibbs- Donnan, con el que se analizan aspectos específicos de un sistema que contiene iones o moléculas que no atraviesan la membrana epitelial o celular. P R I N C I P I O 180 clic d e G I B B S D O N N A N 180 180 clic Para entender este fenómeno de manera cuantitativa Maxwell propone un modelo que contiene inicialmente 180 m. Eq/l de cloruro y de sodio, tanto en el espacio intra como extracelular. Las proteínas son moléculas de alta complejidad, que presentan numerosas cargas negativas a p. H intracelular normal. En este modelo se supone que no atraviesan la membrana. Al añadir 10 m. M de proteínas, con 18 cargas negativas cada una, completan un total de 180 cargas negativas que deberán acompañarse por igual número de cargas positivas o de sodio. Menú 1 de 5 A

REGRESAR De la expresión simplificada de la Ecuación de Nernst, se ha concluido que, en estado estacionario, el producto de los iones intracelulares difusibles es igual al producto de los iones extracelulares difusibles. P R I N C I P I O Nae+ * Cle- = Nai+ * Cli. Necesariamente debe producirse un ordenamiento de los iones difusibles. Se produce una salida hacia el espacio 144 180 216 180 d e extracelular de cloruro y de sodio. G I B B S D O N N A N 360 180 324 216 180 clic Cuando se ha producido una salida de 36 iones de cada uno, se alcanza la condición fijada por el principio de Gibbs-Donnan ( 216 * 216 ) = ( 324 * 144 ) Se produce una desigual distribución de los iones que difunden a través de la membrana o del epitelio, condición que crea características especiales en el sistema. Menú 2 de 5 A

REGRESAR De lo desarrollado en la ecuación de Nernst P R I N C I P I O Nae+ * Cle- = Nai+ * Cli(216 * 216) = ( 324 * 144) clic 144 216 d e G I B B S D O N N A N 324 216 180 El principio de electroneutralidad se cumple, pues el número de cargas positivas es igual a las negativas, tanto en el espacio intra como extramembrana. Una vez analizado el aspecto de las cargas eléctricas es necesario encarar el generado por el número de partículas, las que producen un movimiento de agua. (Ver Líquido intracelular en este programa ) Menú 3 de 5 A

REGRESAR La desigual distribución determina que el número de partículas extramembrana es de 432 ( 216 + 216). P R I N C I P I O Los moles de proteínas añadidos fueron 10 que sumados a 144 de Cl- y 324 de Na+ completan 478 partículas. Intracelularmente hay un exceso de 46 clic partículas por litro de solución como resultado de un estado estacionario, en un 216 144 216 sistema con una membrana impermeable a ciertos iones. Se explicó antes que d e G I B B S D O N N A N 4324 7 8 180 0, 310 Eq 216 1 ión clic 55, 5 Mol H 20 178 moléculas Las partículas en exceso producen una atracción del agua extracelular que se puede cuantificar y generan un gradiente de presión osmótica entre los espacios transmembrana. Se produce también un desbalance eléctrico en la membrana. Menú (Ver Líquido extracelular en este programa ) 4 de 5 A

Entender el Principio Gibbs - Donnan es fundamental para encarar numerosos aspectos de aplicación práctica en el balance de líquidos y electrolitos. P R I N C I P I O d e G I B B S D O N N A N El hecho de que las proteínas estén en gran medida retenidas en el espacio vascular y celular, determina una desigual distribución iónica, de cargas eléctricas y de agua. clic La presencia de mayor número de cargas positivas intracelulares, genera un desequilibrio eléctrico, de menor importancia que el generado por la difusión de potasio analizado para el transporte activo de ese ión. Pero existe un potencial eléctrico de aproximadamente 1 mili. Volt, de valor negativo intracelular debido a este fenómeno. No suele mencionarse por su baja incidencia pero no puede ignorarse su existencia. La presencia de proteínas circunscritas parcial o totalmente al capilar del sistema circulatorio determina la reabsorción de agua luego de los procesos de filtración por presión hidrostática y conduce a la retención de agua en el sistema circulatorio. Starling describe el fenómeno como presión osmótica de las proteínas o presión oncótica y es fundamental en la ………. . . . Menú comprensión del funcionamiento renal y el balance. . . . líquido en los diferentes espacios del organismo. 5 de 5 A .

COMPOSICION IONICA PLASMA INTERSTICIO LIQUIDO INTRACELULAR DIFERENCIAS GENERALES EXCESO ANIONICO LIQUIDOS DEL ORGANISMO , Menú general

m. Eq /l 180 160 HCO 3 - 140 Cl- Cl. Cl - 80 N 100 a+ a+ 120 N PO 43 - K+ 40 20 0 HCO 3 APr. Plasma + K HCO 3 Pr- AIntersticio Pr+ K ACélula a+ 60 N C O M P O S I C I O N I C A REGRESAR Se han descrito diferentes mecanismos que conducen………. . . . . a A una desigual distribución de electrolitos. El esquema clásico……………. . de Gamble se refiere a ………………………. PLASMA INTERSTICIO CELULA Menú 1 de 1

REGRESAR En el plasma el catión fundamental es el sodio con una concentración …… A normal de 140 m. Eq/l; existe potasio con 5 m. Eq/l, calcio, magnesio, manganeso, El anión fundamental es el cloruro con una concentración normal de 103 m. Eq/l, el bicarbonato con 24 m. Eq/l, y una serie de sustancias de carga negativa que no se miden habitualmente. m. Eq / l 180 160 140 d e 100 P L A S M A 60 Cl- a+ 120 N C O M P O S I C I O N 20 0 HCO 3 APr Plasma La presencia de proteínas en el plasma, a través del efecto Gibbs-Donnan es la responsable de una desigual distribución de iones cargados o de iones que son libremente difusibles a través de la membrana. 80 40 . clic + K A mayor cantidad de proteínas, mayor desigualdad entre los espacios vascular e clic intersticial. Las proteínas atraen a los iones sodio y esta desigual distribución se compensa con ingreso de cloruro al capilar. La concentración de cationes es mayor en plasma que. en el intersticio. Menú 1 de 1

D E L pero en condiciones de estado estacionario la diferencia fundamental es la concentración de proteínas intravascular e clic intracelular. . La presencia de proteínas en el m. Eq / l 180 160 140 120 a+ I N T E R S T I C I O 100 plasma, a través del N C O M P O SI C I O N líquido intersticial está…………………. . . A REGRESAR determinada por las características del plasma y de la célula, La composición del Gibbs-Donnan Cl - 80 es la responsable de una desigual distribución de iones cargados o de iones que sean libremente difusibles en la membrana. 60 40 HCO 3 A- Pr - 20 0 P Intersticio + K C clic A mayor cantidad de proteínas, mayor desigualdad entre los espacios. La existencia de una concentración baja de proteínas en el intersticio produce una menor atracción de cargas positivas provistas por el sodio y disminuye la concentración de cloruro. efecto Menú 1 de 1

d e l a clic m. Eq / l 180 160 140 120 C E L U L A 100 PO 43 HCO 3 - + K clic 80 60 Pr- 40 20 A- A El anión fundamental es el fosfato con una concentración normal de 50 m. Eq/l, el bicarbonato con 10 m. Eq/l, los proteinatos y una serie de sustancias de carga negativa que no se miden habitualmente. A N a+ C O M P O S I C I O N El catión fundamental intracelular es el potasio………. . . . REGRESAR con una concentración normal de aproximadamente 150 m. Eq//l. Existe sodio con 10 m. Eq/l y calcio con 5 m. Eq/l, magnesio, manganeso. 0 La alta concentración de proteínas intracelular aumenta el efecto Gibbs-Donnan y se mantiene una alta concentración de potasio, por transporte activo de sodio desde al célula al intersticio. clic Célula P La concentración iónica intracelular es mayor que la del intersticio o el plasma, pero en condiciones normales o de Menú estado estacionario, se mantiene sin variación 1 de 1

REGRESAR LIQUIDO Sodio EXTRACELULAR PLASMA 153. 2 INTERSTICIO 145. 1 Potasio 4. 5 4. 1 Magnesio 3. 8 3. 4 Calcio 1. 4 1. 3 p. H 7. 4 7. 35 162. 7 157. 9 111. 5 Bicarbonato INTRACELULAR MUSCULO 12 HIGADO 29 165 136 29 6 2 0 . . . 7 7. 23 7. 28 200 226 161 118 4 19 78 25. 7 27 12 16 18 Fosfato 2. 2 2. 3 40 4 Aniones 6. 3 6. 6 90 25 Proteinatos 17 0 54 36 Total m. Eq/l 162. 7 157. 9 200 226 161 e mv -1 0 -90 -60 10 Total m. Eq/l Cloruro 150 G. ROJO 19 4 Menú 1 de 5 A

REGRESAR LIQUIDO EXTRACELULAR INTRACELULAR PLASMA 153. 2 INTERSTICIO 145. 1 Potasio 4. 5 4. 1 Magnesio 3. 8 3. 4 Calcio 1. 4 1. 3 p. H 7. 4 7. 35 Sodio Total m. Eq/l 162. 7 MUSCULO 12 150 4. . . 7 200 157. 9 HIGADO 29 G. ROJO 19 165 136 29 6 2 0 7. 23 226 7. 28 161 clic Al analizar la composición de los distintos espacios en cuanto a su contenido en cationes se observan diferencias que ya se han señalado. El sodio es el principal en plasma e intersticio y el potasio en células. El ión hidrógeno expresado como p. H tiene valores diferentes. Si se consideran las cantidades totales existentes se observa que hay alrededor de 160 m. Eq/l en el espacio extracelular (plasma e intersticio) y alrededor de 200 m. Eq/l en el intracelular. Las células difieren en sus composiciones iónicas y en su p. H. El Menú glóbulo rojo es atípico como célula. A

REGRESAR LIQUIDO INTRACELULAR EXTRACELULAR PLASMA INTERSTICIO MUSCULO HIGADO G. ROJO Con respecto a los aniones en el líquido extracelular predominan cloruro y bicarbonato. En el líquido intracelular, como el músculo esquelético, predomina el fosfato, aniones orgánicos y proteinatos. La suma de todos ellos iguala la suma de los cationes Cloruro 111. 5 118 4 19 78 Bicarbonato 25. 7 27 12 16 18 Fosfato 2. 2 2. 3 40 4 Aniones 6. 3 6. 6 90 25 Proteinatos 17 0 54 36 Total m. Eq/l 162. 7 200 226 157. 9 Menú 161 3 de 5 A

REGRESAR L IQUIDO EXTRACELULAR PLASMA INTERSTICIO Con respecto a los aniones en el líquido extracelular predominan cloruro y bicarbonato. En el líquido intracelular, como el músculo esquelético, predomina el fosfato, aniones orgánicos y proteinatos. clic La suma de todos ellos iguala la suma de los cationes Cloruro INTRACELULAR MUSCULO HIGADO G. ROJO El potencial eléctrico de las membranas de los capilares que contienen el plasma tienen un valor bajo generado por el efecto Gibbs. Donnan. En las membranas celulares los potenciales eléctricos negativos son altos por su transporte activo. 111. 5 118 4 19 78 Bicarbonato 25. 7 27 12 16 18 Fosfato 2. 2 2. 3 40 4 Aniones 6. 3 6. 6 90 25 Proteinatos 17 0 54 36 Total m. Eq/l 162. 7 200 226 157. 9 161 Menú 5 de 5 e mv -1 0 A -90 -60 -10

REGRESAR LIQUIDO EXTRACELULAR PLASMA 153. 2 INTERSTICIO 145. 1 Potasio 4. 5 4. 1 Magnesio 3. 8 3. 4 162. 7 157. 9 Sodio A INTRACELULAR MUSCULO 12 HIGADO 29 150 165 G. ROJO 19 136 29 6 226 161 En los análisis de líquidos del organismo en clínica la medición 1. 4 1. 3 4 2 0 Calcio habitual para los cationes es de sodio y potasio, lo que suma en 7. 4 7. 35. . . 7 7. 23 7. 28 p. H este ejemplo 157. 7 m. Eq/l. Total m. Eq/l Cloruro Bicarbonato 200 111. 5 118 4 19 78 25. 7 27 12 16 18 Fosfato 40 en clínica 4 2. 3 del organismo En los análisis de 2. 2 líquidos la medición Aniones para los 6. 3 25 lo que habitual aniones 6. 6 es de cloruro y 90 bicarbonato, Proteinatos 54 36 17 0 suma en este ejemplo 137. 2 m. Eq/l. Total m. Eq/l 162. 7 157. 9 200 226 161 Seellama exceso aniónico a la-60 diferencia de 21. 5 m. Eq/l (158, 7 mv -1 0 -90 -10 – 137, 2) que corresponde a aniones no medidos. Menú 1 de 2

A Por ello la suma de cationes (Na+ + K+) debe ser igual a la suma de aniones (Cl- + HCO 3 - + A-) Se define como Exceso aniónico a una cantidad de aniones no medidos químicamente, pero cuyo valor se puede conocer de forma aproximada sabiendo la concentración de los iones fundamentales de plasma. ( Na+ + K+ ) – ( Cl-+ HCO 3 - ) = ADe acuerdo al ejemplo que se ha usado anteriormente, los clic m. Eq / l aniones no medidos exceso aniónico proteinatos y aniones, de o el corresponde a fosfatos, radicales orgánicos. Estos radicales orgánicos suelen ser ácidos producto del metabolismo celular. Cl- a+ clic N E X C E S O A N I O N I C O Por el principio de electroneutralidad, en todo sistema químico. . . ……. el REGRESAR número de cargas negativas y positivas es igual. HCO 3 -AA Pr Plasma + K . . El valor aumentado en diabetes corresponde a los ácidos producidos por el metabolismo de glúcidos hasta el producto final de cetoácidos. El valor aumentado en esfuerzo intenso, hipoxia, infarto de miocardio, corresponde fundamen talmente al ácido láctico. En la insuficiencia renal, la inadecuada. . . . . eliminación de ácidos de producción. . . exógeno y endógena conduce a un. . . Menú exceso aniónico aumentado.

LIQUIDOS DEL ORGANISMO REGRESAR Es necesario tener en cuenta las relaciones fisicoquímicas que determinan diferentes composiciones en los espacios líquidos en el organismo. Cada sistema tiene diferencias en las propiedades de las membranas celulares y generan diferentes concentraciones iónicas en los espacios líquidos. (Se presentan datos en humanos de Physiology and Biophysics, Ruch y Patton, W. E. Saunders, 1974) LIQUIDO SODIO ORINA 10 a 1200 5 a 1000 SALIVA POTASIO 30 CLORURO BICARBONATO 10 a 1200 20 34 0 5 a 30 p. H 4. 5 a 8 7 a 8 ESTOMAGO 60 9 84 0 1 a 5 PANCREAS 150 5 77 92 7. 5 a 8 INTESTINO 130 10 115 29 SUDOR 45 5 58 0 140 5 103 24 PLASMA 7. 4 Menú 1 de 4 A

LIQUIDOS DEL ORGANISMO REGRESAR Al comparar la composición iónica del plasma y de la orina de un individuo normal se observan diferencias fundamentales : en el primer caso con comportamiento estable y en el segundo variable. LIQUIDO ORINA SODIO 10 a 1200 POTASIO CLORURO 5 a 1000 BICARBONATO 10 a 1200 0 p. H 4. 5 a 8 c 5 laic 30 La 7 a 8 puede acidificarse hasta orina Para un plasma normal que tiene p. H 4. 5 o alcalinizarse hasta p. H 8 140 m. Eq de sodio, y ESTOMAGO 60 5 m. Eq/l 9 de potasio 84 0 1 a 5 un individuo dependiendo de los volúmenes y de la 103 m. Eq/l de cloruro normal puede producir una que 92 excreción PANCREAS 150 5 orina 77 7. 5 a de 8 iones hidrógeno que aseguren un estado estacionario en el contenga entre 10 y 1200 m. Eq / l de esos un todo, un p. H 7. 4 de INTESTINO 130 de los volúmenes 10 115 y de la 29 organismo como egulando iones en función excreción que mantenga un medio interno un plasma normal SUDOR 45 5 58 0 estable. SALIVA PLASMA 30 20 140 34 5 103 24 7. 4 Menú 2 de 4 A

REGRESAR LIQUIDOS DEL ORGANISMO LIQUIDO ORINA SALIVA SODIO POTASIO CLORURO 10 a 1200 5 a 1000 30 20 BICARBONATO 10 a 1200 0 4. 5 a 8 34 5 a 30 7 a 8 1 a 5 ESTOMAGO 60 9 84 0 PANCREAS 150 5 77 92 10 115 INTESTINO SUDOR 130 45 5 58 p. H 0 7. 5 a 8 29 El sistema digestivo es complejo y Cuando hay pérdidas y se realizan produce reposiciones, considerarse, por PLASMA 140 5 103 24 7. 4 debe clic saliva ejemplo, que en estómago no se encuentra bicarbonato y en el páncreas ese ión jugo gástrico en estómago clic alcanza el cuádruplo del contenido en jugos pancreático e intestinal, plasma. con grandes diferencias entre ellos, lo Een intestino y páncreas Menú cual es lógico dadas sus variadas contienen mas sodio que. el funciones. jugo gástrico. 3 de 4

LIQUIDOS DEL ORGANISMO LIQUIDO SODIO POTASIO CLORURO BICARBONATO REGRESAR p. H Cuando hay y se realizan 0 4. 5 apérdidas 8 reposiciones, debe considerarse, el tipo de transpiración determina que se SALIVA 30 cantidad 20 de sodio 34 y 5 líquidos a 30 a 8 a 7 reponer, que es específico para elimine una baja cada pérdida. de cloruro en relación al volumen de ESTOMAGO 60 9 84 1 a 5 clic 0 agua Además de el volumen deben La concentración y cloruro PANCREAS 150 de sodio 5 77 92 7. 5 considerar a 8 reponerse de manera específica los iones aumentará en los líquidos corporales perdidos. INTESTINO 130 115 29 , pero no el 10 potasio. La pérdida 10 dealíquidos través 10 de ala 1200 ORINA 1200 5 aa 1000 SUDOR 45 5 58 0 PLASMA 140 5 103 24 7. 4 Menú FIN 4 de 4 A

La distribución normal de los electrolitos en los seres vivientes asegura distinta concentración dentro y fuera de la célula porque la presencia de transportes activos y de sustancias con difusión limitada en la membrana celular generan esta desigual distribución VV VF FF FV VOLVER

La distribución normal de los electrolitos en los seres vivientes asegura distinta concentración dentro y fuera de la célula porque la presencia de transportes activos y de sustancias con difusión limitada en la membrana celular generan esta desigual distribución V V VOLVER

Elija 2 respuestas correctas en cuanto al fenómeno Gibbs. Donnan: 1. - se refiere a la homogeneidad de todos los espacios en el organismo normal 2. - explica la influencia de sustancias que no difunden libremente en la membrana celular. 3. - analiza el transporte activo de sustancias en la célula 4. - permite calcular la distribución desigual de iones difusibles en presencia de iones no difusibles. 5. - no influye en el movimiento de agua VOLVER

Señale 2 características de los mecanismos de transporte activo 1. - necesariamente generan como resultado propio diferentes cargas eléctricas en la membrana celular 2. - son 3. - permiten mantener diferencias de cargas eléctricas fuera de las condiciones de equilibrio fisicoquímico 4. - son fenómenos que aseguran un estricto cumplimiento de las leyes fisicoquímicas responsables de la heterogeneidad de la concentración de electrolitos en los diferentes espacios líquidos del organismo 5. - son capaces de generar en las células estados estacionarios alejados del equilibrio fisicoquímico VOLVER

Señale 2 características de los mecanismos de transporte activo 1. - necesariamente generan como resultado propio diferentes cargas eléctricas en la membrana celular 2. - son responsables de la heterogeneidad de la concentración de electrolitos en los diferentes espacios líquidos del organismo 3. - permiten mantener diferencias de cargas eléctricas fuera de las condiciones de equilibrio fisicoquímico 4. - son fenómenos que aseguran un estricto cumplimiento de las leyes fisicoquímicas 5. - son capaces de generar en las células estados estacionarios alejados del equilibrio fisicoquímico VOLVER

Existe a nivel de la membrana celular un transporte activo llamado ATPasa Na+-K+ o “bomba sodio potasio” que asegura un ingreso de iones potasio en igual cantidad a los iones de sodio que salen, que no es electrogénica Porque la “bomba sodio potasio” no genera directamente una diferencia de potencial de membrana, sino que es el resultado final de la desigual distribución y de la diferente peremabilidad de sodio y potasio. VV VF FF FV VOLVER

Existe a nivel de la membrana celular un transporte activo llamado ATPasa Na+-K+ o “bomba sodio potasio” que asegura un ingreso de iones potasio en igual cantidad a los iones de sodio que salen, que no es electrogénica Porque la “bomba sodio potasio” no genera directamente una diferencia de potencial de membrana, sino que es el resultado final de la desigual distribución y de la diferente peremabilidad de sodio y potasio. V V VOLVER

La ley de electroneutralidad se cumple en los líquidos de los seres vivos ya que en las soluciones en equilibrio existe igual número de cargas negativas (aniones ) y positivas (cationes) Porque Las diferencias de potencial o de cargas eléctricas existentes a nivel de las membranas celulares son producidas por una desigualdad de un pequeño número de iones; no modifican la composición del citoplasma celular como un todo que es el líquido en que se define la ley de electroneutralidad VV VF FF FV VOLVER

La ley de electroneutralidad se cumple en los líquidos de los seres vivos ya que en las soluciones en equilibrio existe igual número de cargas negativas (aniones ) y positivas (cationes) Porque Las diferencias de potencial o de cargas eléctricas existentes a nivel de las membranas celulares son producidas por una desigualdad de un pequeño número de iones; no modifican la composición del citoplasma celular como un todo que es el líquido en que se define la ley de electroneutralidad V V VOLVER

Elija 3 respuestas que correspondan a fenómenos que contribuyen a generar el potencial de membrana celular : 1. - La acción indirecta de la ATPasa sodio-potasio por aumento de potasio intracelular 2. - L a difusión del potasio del espacio intra al extracelular 3. - La acción electrogénica de la ATPasa sodio-potasio 4. - La falta de cumplimiento de la ley de electroneutralidad 5. - L a presencia de moléculas intracelulares que difunden con dificultad hacia el espacio extracelular VOLVER

Elija 3 respuestases que correspondan a fenómenos que contribuyen a generar el potencial de membrana celular : 1. - La acción indirecta de la ATPasa sodio-potasio por aumento de potasio intracelular 2. - L a difusión del potasio del espacio intra al extracelular 3. - La acción electrogénica de la ATPasa sodio-potasio 4. - La falta de cumplimiento de la ley de electroneutralidad 5. - L a presencia de moléculas intracelulares que difunden con dificultad hacia el espacio extracelular VOLVER

Elija 3 respuestas que correspondan a fenómenos que contribuyen a generar el potencial de membrana celular : 1. - La acción indirecta de la ATPasa sodio-potasio por aumento de potasio intracelular 2. - La 3. 4. 5. - difusión del extracelular potasio del espacio intra al La acción electrogénica de la ATPasa sodio-potasio La falta de cumplimiento de la ley de neutralidad electro L a presencia de moléculas intracelulares que difunden con dificultad hacia el espacio extracelular VOLVER

Elija 3 respuestas que correspondan a fenómenos que contribuyen a generar el potencial de membrana celular : 1. - La acción indirecta de la ATPasa sodio-potasio por aumento de potasio intracelular 2. - L a difusión el potasio del espacio intra al extracelular 3. - La acción electrogénica de la ATPasa sodio-potasio 4. - La falta de cumplimiento de la ley de electroneutralidad 5. - La presencia de moléculas intracelulares que difunden con dificultad hacia el espacio extracelular VOLVER

El proceso de difusión es el único responsable de la desigual distribución iónica en una célula Porque En una membrana celular típica el ión sodio ( PA 23 g ) es 50 veces mas permeable que el ión potasio ( PA 39. 1 g ) VV VF FF FV VOLVER

El proceso de difusión es el único responsable de la desigual distribución iónica en una célula Porque En una membrana celular típica el ión sodio ( PA 23 g ) es 50 veces mas permeable que el ión potasio ( PA 39. 1 g ) F F VOLVER

La presencia de estado estacionario entre una célula y el líquido que la rodea nos permite decir que hay dos diferencias fundamentales entre ellos 1. - mayor concentración de proteínas extracelular 2. - 10 y 140 m. Eq/l de sodio respectivamente 3. - mayor permeabilidad del potasio 4. - 5 y 150 m. Eq de potasio respectivamente 5. - mayor permeabilidad del sodio VOLVER

La diferencia de cargas eléctricas a nivel de las membranas celulares es responsable de diferentes potenciales de reposo celulares Porque Como el ión intracelular principal es el sodio, el potencial de membrana es muy próximo al potencial de equilibrio de ese ión. VV VF FF FV VOLVER

La diferencia de cargas eléctricas a nivel de las membranas celulares es responsable de diferentes potenciales de reposo celulares Porque Como el ión intracelular principal es el sodio, el potencial de membrana es muy próximo al potencial de equilibrio de ese ión. V F VOLVER

Es necesario recordar la definición de equivalente químico como el peso atómico dividido por la valencia y que contiene 6. 06*1023 partículas Porque La electroneutralidad que se analiza en función de relación de equivalentes químicos se cumple en el citoplasma celular y en el líquido extracelular. Ello permite entender el cumplimiento de esta ley durante la existencia de potenciales de membrana generados por una muy pequeña cantidad de partículas que se distribuyen de manera desigual en un muy reducido volumen celular cercano a la membrana. VV VF FF FV VOLVER

Es necesario recordar la definición de equivalente químico como el peso atómico dividido por la valencia y que contiene 6. 06*1023 partículas Porque La electroneutralidad que se analiza en función de relación de equivalentes químicos se cumple en el citoplasma celular y en el líquido extracelular. Ello permite entender el cumplimiento de esta ley durante la existencia de potenciales de membrana generados por una muy pequeña cantidad de partículas que se distribuyen de manera desigual en un muy reducido volumen celular cercano a la membrana. V V VOLVER

Elija dos opciones que identifiquen el trabajo químico y el trabajo eléctrico realizado por iones en solución : 1. - Desplazamiento de una partícula desde las zonas de mayor hacia las de menor concentración 2. - Movimiento de un equivalente químico (partícula cargada eléctricamente ) hacia el campo eléctrico de igual carga 3. - Desplazamiento de una partícula cargada negativamente hacia el campo eléctrico del signo opuesto. 4. - Desplazamiento de un mol de una sustancia desde la zona de baja a la de alta concentración 5. - Es el gasto de energía en la producción de procesos activos a nivel de la membrana celular VOLVER

Wq mol Analizando las caracterís ticas del trabajo químico identifique dos errores en el dibujo K e+ K i+ Difusión VOLVER

Wq mol Analizando las caracterís ticas del trabajo químico identifique dos errores en el dibujo dos errores K e+ K i+ Difusión VOLVER

Wq mol Analizando las caracterís ticas del trabajo químico identifique dos errores en el dibujo K e+ K i+ Difusión VOLVER

El trabajo químico se define como la energía que se debe aportar a un sistema para mover un mol de una sustancia de lugares de alta a otros de baja concentración Porque El fenómeno inverso de movimiento de zonas de baja a otras de alta concentración se llama difusión VV VF FF FV VOLVER

El trabajo químico se define como la energía que se debe aportar a un sistema para mover un mol de una sustancia de lugares de alta a otros de baja concentración Porque El fenómeno inverso de movimiento de zonas de baja a otras de alta concentración se llama difusión F F VOLVER

El trabajo eléctrico tiene una equivalencia con la energía que se debe aportar a un sistema con el fin de mover un equivalente químico hacia el campo eléctrico de igual carga que el ión Porque Para que el ión potasio pueda ser trasladado al interior celular se debe realizar un trabajo eléctrico VV VF FF FV VOLVER

El trabajo eléctrico tiene una equivalencia con la energía que se debe aportar a un sistema con el fin de mover un equivalente químico hacia el campo eléctrico de igual carga que el ión Porque Para que el ión potasio pueda ser trasladado al interior celular se debe realizar un trabajo eléctrico V F VOLVER

Identifique 2 variables que es necesario conocer cuando se desea realizar cálculos exactos o cuantitativos del trabajo eléctrico 1. - la concentración intracelular de proteínas 2. - la valencia del ión que se desplaza 3. - el potencial eléctrico o diferencia de carga entre los dos puntos en que se moverá el ión 4. - el número de moléculas de agua que se desplazan durante el fenómeno 5. - la distancia existente entre los dos puntos en que se moverá la sustancia VOLVER

Identifique 3 variables que es necesario conocer cuando se desea realizar cálculos exactos o cuantitativos del trabajo químico 1. - la concentración intracelular de proteínas 2. - la valencia del ión que se desplaza 3. - el potencial eléctrico o diferencia de carga entre los dos puntos en que se moverá la sustancia 4. - el número de moléculas de agua que se desplazan durante el fenómeno 5. - la distancia existente entre los dos puntos en moverá la sustancia que se VOLVER

El estado estacionario alcanzado por el ión potasio en relación a su carga eléctrica depende de dos condiciones que debe señalar: 1. - del trabajo eléctrico que es necesario realizar para desplazar al ión hacia el interior de la célula 2. - del gasto de energía producido para desplazar al ión hacia el exterior celular 3. - de la atracción eléctrica que produce el espacio intracelular sobre el ión 4. - del número de moléculas de agua que acompañan al ión durante el proceso 5. - el desplazamiento por campo eléctrico hacia el exterior celular VOLVER

El estado estacionario alcanzado por el ión potasio en relación a su carga eléctrica depende de dos condiciones que debe señalar: 1. - del trabajo eléctrico que es necesario realizar para desplazar al ión hacia el interior de la célula 2. - del gasto de energía producido para desplazar al hacia el exterior celular ión 3. - de la atracción eléctrica que produce el espacio intracelular sobre el ión 4. - del número de moléculas de agua que acompañan al durante el proceso ión 5. - el desplazamiento por campo eléctrico hacia el exterior celular VOLVER

El estado estacionario alcanzado por el ión potasio en relación a su carga eléctrica depende de dos condiciones que debe señalar: 1. - del trabajo eléctrico que es necesario realizar para desplazar al ión hacia el interior de la célula 2. - del gasto de energía producido para desplazar al ión hacia el exterior celular 3. - de la atracción eléctrica intracelular sobre el ión que produce el espacio 4. - del número de moléculas de agua que acompañan al durante el proceso ión 5. - el desplazamiento por campo eléctrico hacia el exterior celular VOLVER

Elija dos respuestas que están definiendo adecuadamente dos variables que pertenecen a la ecuación que permite calcular el trabajo eléctrico 1. - la valencia del ión involucrado ( z ) 2. - la energía necesaria para mover 1 equivalente en un campo eléctrico ( F ) 3. - el gradiente de concentración existente entre los puntos en que será desplazada la sustancia ( d. E ) 4. - la distancia existente entre el ión que se desplaza y la membrana celular 5. - la diferencia de potencial existente entre el citoplasma y la membrana celular VOLVER

Elija dos respuestas que están definiendo adecuadamente dos variables que pertenecen a la ecuación que permite calcular el trabajo eléctrico 1. - la valencia del ión involucrado ( z ) 2. - la energía necesaria para mover 1 equivalente en un campo eléctrico ( F ) 3. - el gradiente de concentración existente entre los puntos en que será desplazada la sustancia ( d. E ) 4. - la distancia entre el ión que se desplaza y la membrana celular 5. - la diferencia de potencial existente entre el citoplasma y la membrana celular VOLVER

Wq mol Señale en el gráfico dos elementos que son incorrectos K e+ - + K i + - + We mol VOLVER

Wq mol Señale en el gráfico dos elementos que son incorrectos Ke+ -+ +- Ki+ -+ +We mol VOLVER

Señale en el gráfico dos elementos que son incorrectos Wq mol K e+ - + K i + - + We mol VOLVER

El potencial de equilibrio de un ión se alcanza cuando la concentración intra y extramembrana alcanzan el mismo valor Porque El potencial de equilibrio para el potasio en una membrana en reposo tiene un valor de cero VV VF FF FV VOLVER

El potencial de equilibrio de un ión se alcanza cuando la concentración intra y extramembrana alcanzan el mismo valor Porque El potencial de equilibrio para el potasio en una membrana en reposo tiene un valor de cero FF VOLVER

La ecuación de Nernst es de uso práctico para calcular los potenciales de la membrana celular en función de la concentración intra y extracelular del ión predominante porque e = 61 * log [+ ]Ki/ [ Ke+ ] VV VF FF FV VOLVER

La ecuación de Nernst es de uso práctico para calcular los potenciales de la membrana celular en función de la concentración intra y extracelular del ión predominante porque e = 61 * log +[Ki ] / [Ke+] V F VOLVER

Analizando la ecuación de Nernst se desprende que la concentraciones intra y extracelulares de un ión están determinando una diferencia de potencial eléctrico en la membrana. Porque Por otra parte se puede entender que si de manera experimental se logra establecer una diferencia de potencial eléctrico en una membrana, se fijará una determinada distribución del ión, que además es predecible. VV VF FF FV VOLVER

Analizando la ecuación de Nernst se desprende que la concentraciones intra y extracelulares de un ión están determinando una diferencia de potencial eléctrico en la membrana. Porque Por otra parte se puede entender que si de manera experimental se logra establecer una diferencia de potencial eléctrico en una membrana, se fijará una determinada distribución del ión, que además es predecible. V V VOLVER

Intra extra 6 Na+ 400000 K+ 6 K+ 300 K+ Conociendo la relación de permeabilidad de la membrana celular para los iones sodio y potasio, marque la cantidad de potasio que difundirá por la membrana mostrada VOLVER

Intra extra 6 Na+ 400000 K+ 300 K+ Conociendo la relación de permeabilidad de la membrana celular para los iones sodio y potasio, marque la cantidad de potasio que difundirá por la membrana mostrada VOLVER

Intra extra 6 Na+ 400000 Para que se cumpla el principio de electroneutralidad Na+ señale la cantidad de cloruro que deberá difundir 400000 K+ 300 Cl 300 Cl Cl-294 288 Cl - VOLVER

Intra extra 6 Na+ Para que se cumpla el principio de electroneutralidad 400000 Na+ 400000 K+ 300 K+ 288 Cl señale la cantidad de cloruro que deberá difundir - VOLVER

Debido al mantenimiento en estado estacionario los procesos activos de la “bomba sodio-potasio” y de la difusión iónica, se produce un ingreso irrestricto de agua a la célula Porque los procesos activos de la “bomba sodio-potasio” y de la difusión iónica generan una diferencia de concentración de electrolitos difusibles entre intersticio y célula VV VF FF FV VOLVER

Debido al mantenimiento en estado estacionario los procesos activos de la “bomba sodio-potasio” y de la difusión iónica, se produce un ingreso irrestricto de agua a la célula Porque los procesos activos de la “bomba sodio-potasio” y de la difusión iónica generan una diferencia de concentración de electrolitos difusibles entre intersticio y célula F V VOLVER

Cuando se desplazan a través de una membrana los iones de una solución 0. 14 N, de los 55. 5 moles de agua que contiene un litro, cada ión se acompaña de 198 moléculas de agua Porque Una solución que contiene una concentración como el plasma de 140 m. Eq/l y cumpliendo con la ley de electroneutralidad se acompaña de igual número de aniones, es una solución 0. 140 normal ( 0. 14 N ) que contiene 0. 28 Eq /l VV VF FF FV VOLVER

Cuando se desplazan a través de una membrana los iones de una solución 0. 14 N, de los 55. 5 moles de agua que contiene un litro, cada ión se acompaña de 198 moléculas de agua Porque Una solución que contiene una concentración como el plasma de 140 m. Eq/l y cumpliendo con la ley de electroneutralidad se acompaña de igual número de aniones, es una solución 0. 140 normal ( 0. 14 N ) que contiene 0. 28 Eq /l V V VOLVER

El potencial de equilibrio de un ión se alcanza cuando la concentración intra y extramembrana alcanzan el mismo valor Porque El potencial de equilibrio para el potasio en una membrana en reposo tiene un valor de cero VV VF FF FV VOLVER

El potencial de equilibrio de un ión se alcanza cuando la concentración intra y extramembrana alcanzan el mismo valor Porque El potencial de equilibrio para el potasio en una membrana en reposo tiene un valor de cero FF VOLVER

Si la permeabilidad del potasio es 50 veces mayor que la del sodio, una membrana celular que permite entrar por difusión 4 iones sodio permitirá la salida por difusión de 200 iones potasio Porque A pesar de que el peso atómico del sodio ( 23 g ) es menor que el del potasio ( 39. 1 g ), el ión sodio hidratado tiene un tamaño mayor VV VF FF FV VOLVER

Si la permeabilidad del potasio es 50 veces mayor que la del sodio, una membrana celular que permite entrar por difusión 4 iones sodio permitirá la salida por difusión de 200 iones potasio Porque A pesar de que el peso atómico del sodio ( 23 g ) es menor que el del potasio ( 39. 1 g ), el ión sodio hidratado tiene un tamaño mayor V V VOLVER

Una solución de electrolitos monovalentes que se disocia totalmente y que se define como 0. 155 normal (0. 155 N ) contiene 155 m. Eq/l del anión y 155 m. Eq/l del catión Porque La ley de electroneutralidad determina que en condiciones de equilibrio fisicoquimico la suma algebraica de aniones y cationes debe ser cero. VV VF FF FV VOLVER

Una solución de electrolitos monovalentes que se disocia totalmente y que se define como 0. 155 normal (0. 155 N ) contiene 155 m. Eq/l del anión y 155 m. Eq/l del catión Porque La ley de electroneutralidad determina que en condiciones de equilibrio fisicoquimico la suma algebraica de aniones y cationes debe ser cero. V V VOLVER

Se ha calculado que 1 ión que sale de la célula por el efecto Gibbs-Donnan es acompañado por 178 moléculas de agua Porque Se cumple que 0. 310 * 6. 06*1023 partículas de electrolitos por litro está contenido en 55. 5 *6. 06*1023 partículas de agua y el movimiento por difusión se realiza en función de la concentración de electrolitos existentes. VV VF FF FV VOLVER

Se ha calculado que 1 ión que sale de la célula por el efecto Gibbs-Donnan es acompañado por 178 moléculas de agua Porque Se cumple que 0. 310 * 6. 06*1023 partículas de electrolitos por litro está contenido en 55. 5 *6. 06*1023 partículas de agua y el movimiento por difusión se realiza en función de la concentración de electrolitos existentes. V V VOLVER

Si la concentración de agua intracelular es de 55. 5 moles por litro y la de electrolitos de 0. 310 Equivalentes químicos por litro, cada ión que salga al exterior de la membrana deberá arrastrar 178 moléculas de agua Porque Este es un fenómeno generado solamente por la presencia de proteínas que no difunden libremente en la membrana celular y es el único mecanismo que determinan el volumen celular. VV VF FF FV VOLVER

Si la concentración de agua intracelular es de 55. 5 moles por litro y la de electrolitos de 0. 310 Equivalentes químicos por litro, cada ión que salga al exterior de la membrana deberá arrastrar 178 moléculas de agua Porque Este es un fenómeno generado solamente por la presencia de proteínas que no difunden libremente en la membrana celular y es el único mecanismo que determinan el volumen celular. V F VOLVER

La presencia de proteínas genera mayor concentración intracelular de iones positivos , los que producen un pequeño potencial de membrana por su tendencia a difundir al espacio exterior Porque Las proteínas de una célula a un p. H intracelular normal tienen cargas negativas y aseguran la presencia de una mayor concentración de iones de carga positiva VV VF FF FV VOLVER

La presencia de proteínas genera mayor concentración intracelular de iones positivos , los que producen un pequeño potencial de membrana por su tendencia a difundir al espacio exterior Porque Las proteínas de una célula a un p. H intracelular normal tienen cargas negativas y aseguran la presencia de una mayor concentración de iones de carga positiva V V VOLVER

La mayor importancia de la presencia de proteínas en membranas de baja permeabilidad es el aumento de partículas y la atracción que producen sobre moléculas de agua ( presión osmótica o presión oncótica ) Porque La mayor concentración de proteínas dentro del capilar sanguíneo asegura la retención de agua y el control de la volemia. VV VF FF FV VOLVER

La mayor importancia de la presencia de proteínas en membranas de baja permeabilidad es el aumento de partículas y la atracción que producen sobre moléculas de agua ( presión osmótica o presión oncótica ) Porque La mayor concentración de proteínas dentro del capilar sanguíneo asegura la retención de agua y el control de la volemia. V V VOLVER

Elija el distractor correcto para comparar las concentraciones entre el plasma y el líquido intersticial 1. - la concentración de las proteínas es mayor 2. - el número total de aniones es sustancialmente menor 3. - la suma de sodio y potasio es sustancialmente menor 4. - el valor de cloruro es mayor 5. - las concentraciones de potasio son iguales VOLVER

Elija el distractor correcto para comparar las concentraciones del plasma con respecto al líquido intersticial 1. - la concentración de las proteínas es mayor 2. - el número total de aniones es menor 3. - la suma de sodio y potasio es menor 4. - el valor de cloruro es mayor 5. las concentraciones de potasio son sustancialmente diferentes. VOLVER

La presencia de proteínas dentro de los vasos sanguíneos, que no difunden a través de su pared o lo hacen con gran dificultad, genera una desigual distribución de los iones difusibles y una ligera diferencia de cargas eléctricas Porque Las numerosas cargas eléctricas de las proteínas a p. H normal atraen a los iones cloruro y repelen a los iones sodio del intersticio. VV VF FF FV VOLVER

La presencia de proteínas dentro de los vasos sanguíneos, que no difunden a través de su pared o lo hacen con gran dificultad, genera una desigual distribución de los iones difusibles y una ligera diferencia de cargas eléctricas Porque Las numerosas cargas eléctricas de las proteínas a p. H normal atraen a los iones cloruro y repelen a los iones sodio del intersticio. V F VOLVER

El transporte activo de sodio fuera de la célula y de potasio hacia el interior, genera una diferencia del número de iones con respecto al intersticio y su difusión produce una diferencia de cargas eléctricas Porque El potencial de equilibrio del ion potasio se define por la ecuación de Nernst que incluye una constante de valor 61 para la temperatura de 37 grados centígrados y el logaritmo de la división entre los valores extra y intracelular de potasio VV VF FF FV VOLVER

El transporte activo de sodio fuera de la célula y de potasio hacia el interior, genera una diferencia del número de iones con respecto al intersticio y su difusión produce una diferencia de cargas eléctricas Porque El potencial de equilibrio del ion potasio se define por la ecuación de Nernst que incluye una constante de valor 61 para la temperatura de 37 grados centígrados y el logaritmo de la división entre los valores extra y intracelular de potasio V V VOLVER

Seleccione el distractor correcto que pone en evidencia que el estado estacionario existente en un organismo normal se caracteriza por la distribución de electrolitos en plasma, intersticio y célula que conduce a: 1. - igual número de partículas totales en los tres espacios 2. - mayor concentración de cloruro en célula que en plasma 3. - mayor concentración de sodio en plasma que en célula 4. - menor concentración de bicarbonato en plasma que en célula 5. - menor número de partículas totales en plasma que en intersticio VOLVER

El estado estacionario es una condición que regula la concentración de electrolitos y de agua, la que es mantenida dentro de variaciones mínimas por el organismo, pero con características diferentes al equilibrio fisicoquímico Porque La presencia de procesos activos a nivel de membrana celular condicionan la homogeneidad o igual concentración de electrolitos en todos los espacios líquidos del organismo VV VF FF FV VOLVER

El estado estacionario es una condición que regula la concentración de electrolitos y de agua, la que es mantenida dentro de variaciones mínimas por el organismo, pero con características diferentes al equilibrio fisicoquímico Porque La presencia de procesos activos a nivel de membrana celular condicionan la homogeneidad o igual concentración de electrolitos en todos los espacios líquidos del organismo VF VOLVER

Seleccione dos respuestas que marquen fundamentales entre líquido corporales: diferencias 1. - mayor concentración intracelular que en plasma de cationes y aniones 2. - menor concentración de bicarbonato intra que extracelular 3. - mayor concentración de cationes en el glóbulo rojo que en el plasma 4. - mayor p. H intra que extracelular 5. - la suma de aniones y de cationes es igual en líquidos intra y extracelulares VOLVER

Seleccione dos respuestas que marquen fundamentales entre líquido corporales: 1. - mayor concentración intracelular que de cationes y aniones diferencias en plasma 2. - menor concentración de bicarbonato intra que extracelular 3. - mayor concentración de cationes en el glóbulo rojo que en el plasma 4. - mayor p. H intra que extracelular 5. - la suma de aniones y de cationes es igual en líquidos intra y extracelulares VOLVER

Seleccione dos respuestas que marquen fundamentales entre líquido corporales: diferencias 1. - mayor concentración intracelular que en plasma de cationes y aniones 2. - menor concentración extracelular 3. - mayor concentración de cationes en el glóbulo rojo que en el plasma 4. - mayor p. H intra que extracelular 5. - la suma de aniones y de cationes es igual en intra y extracelulares de bicarbonato intra que líquidos VOLVER

La presencia de una mayor cantidad de proteínas en la célula muscular determina una mayor concentración de iones difusibles en su interior Porque El transporte activo a nivel de la membrana celular asegura la uniformidad en las concentraciones de electrolitos en los diferentes espacios líquidos VV VF FF FV VOLVER

LIQUIDO La presencia EXTRACELULAR de una mayor cantidad NTRACELULAR de proteínas en la célula muscular determina una mayor concentración de PLASM INTERSTICI MUSCULO HIGADO G. ROJO iones difusibles en su interior Sodio Potasio Porque Magnesio Calcio 153. 2 145. 1 12 29 19 4. 5 4. 1 3. 4 165 6 136 3. 8 150 29 1. 4 1. 3 4 2 0 . . 7 7. 23 7. 28. 7. 4 a nivel 7. 35 p. H El transporte activo de la membrana celular asegura la uniformidad en las concentraciones de electrolitos 200 226 en los 161 162. 7 157. 9 Total m. Eq/l diferentes espacios líquidos V F VOLVER

Las numerosas cargas eléctricas de las proteínas a p. H intracelular normal atraen a los iones cloruro y repelen a los iones sodio. Porque La presencia de proteínas dentro de los vasos sanguíneos, que no difunden a través de su pared o lo hacen con gran dificultad, genera una desigual distribución de los iones difusibles y una ligera diferencia de cargas eléctricas VV VF FF FV VOLVER

Las numerosas cargas eléctricas de las proteínas a p. H intracelular normal atraen a los iones cloruro y repelen a los iones sodio. Porque La presencia de proteínas dentro de los vasos sanguíneos, que no difunden a través de su pared o lo hacen con gran dificultad, genera una desigual distribución de los iones difusibles y una ligera diferencia de cargas eléctricas F V VOLVER

Todas las células de un ser humano ( músculo, hígado, glóbulo rojo) tienen la misma composición electrolítica, diferente a la del plasma Porque Los valores de cloruro de músculo y de glóbulo rojo son 4 y 78 m. Eq/l respectivamente. VV VF FF FV VOLVER

LIQUIDO EXTRACELULAR INTRACELULAR Todas las células de un ser humano ( músculo, hígado, glóbulo tienen la misma composición PLASMArojo) INTERSTICIO MUSCULO HIGADO electrolítica, diferente a la del plasma Cloruro Bicarbonato Porque Fosfato Aniones 4 19 111. 5 118 25. 7 27 12 16 2. 2 2. 3 40 4 6. 3 6. 6 90 e mv -1 0 -90 18 25 Proteína tos Los valores de de glóbulo rojo 17 cloruro de 0 músculo y 54 son 4 y 78 162. 7 m. Eq/l respectivamente. Total m. Eq/l 200 157. 9 78 226 -60 36 161 -10 FV VOLVER

La célula del músculo en humano tiene una alta concentración de potasio ( [K+] ) que se acompaña de aproximadamente 40 m. Eq/l de fosfatos, 10 m. Eq/l de bicarbonato, proteinatos y una serie de sustancias con carga negativa, que no se miden habitualmente en los laboratorios de uso clínico. Porque El efecto Gibbs – Donnan es el principal responsable de la diferencia iónica entre intersticio y célula. VV VF FF FV VOLVER

LIQUIDO EXTRACELULAR I NTRACELULAR La célula del músculo en humano tiene una alta INTERSTICIO PLASMA G. ROJO concentración de potasio ( [K+] MUSCULO ) que se. HIGADO acompaña de aproximadamente 1029 m. Eq/l 19 de 153. 2 40 m. Eq/l 145. 1 de fosfatos, 12 Sodio bicarbonato, proteinatos y una serie de sustancias con 4. 5 4. 1 Potasio 150 165 136 carga negativa, que no se miden habitualmente en los 29 6 Magnesio laboratorios de 3. 8 uso clínico. 3. 4 Calcio Porque p. H 1. 4 1. 3 7. 4 7. 35 4 . . 7 2 7. 23 0 7. 28. El efecto Gibbs – Donnan es el principal responsable de la 226 161 162. 7 157. 9 Total m. Eq/l iónica diferencia entre intersticio y 200 célula. V F VOLVER

La existencia de una concentración muy baja o nula de proteínas en el intersticio produce una menor atracción de cargas positivas, por lo que la concentración de sodio será mas baja que en el plasma sanguíneo Porque Es un fenómeno que también conduce a una disminución de la concentración de cloruros en este espacio en relación al líquido intracelular VV VF FF FV VOLVER

LIQUIDO EXTRACELULAR INTRACELULAR La existencia de una concentración muy baja o nula de PLASMA INTERSTICIO MUSCULO G. ROJO proteínas en el intersticio produce una menor. HIGADO atracción de 153. 2 145. 1 12 Sodio cargas positivas, por lo que la concentración de 29 sodio será 19 mas baja que en 4. 5 el plasma sanguíneo 4. 1 Potasio 150 165 136 Magnesio Porque 3. 8 3. 4 29 6 4 2 0 1. 3 Calcio Es un fenómeno 1. 4 que también conduce a un aumento de la 7. 28. concentración de en este. . 7 espacio en 7. 23 relación al 7. 4 cloruros 7. 35 p. H líquido intracelular Total m. Eq/l 162. 7 157. 9 200 226 161 VF VOLVER

Si hay en el organismo una gran pérdida de jugo pancreático, por una fístula presente, se deberá proceder a reponer por vía endovenosa : 1. - bicarbonato de sodio 2. - soluciones con una concentración de hidrogeniones alta 3. - soluciones con muy altas concentraciones de cloruro 4. - soluciones con p. H por debajo de 6 5. - soluciones que contengan solamente cloruro de potasio VOLVER

Por el principio de electroneutralidad, en todo sistema químico el número de cargas negativas y positivas es igual en condiciones de equilibrio Por lo que La suma de cationes (Na+ + K+) debe ser igual a la suma de aniones ( Cl- + HCO 3 - ) ya que los otros aniones que no se miden ( A- ) no participan en este equilibrio VV VF FF FV VOLVER

Exceso aniónico = A- = (Na+ + K+) - (Cl- + HCO 3 - ) Por el principio de electroneutralidad, en todo sistema químico el número de cargas negativas y positivas es igual en condiciones de equilibrio Por lo que La suma de cationes (Na+ + K+) debe ser igual a la suma de aniones (Cl- + HCO 3 - ) ya que los otros aniones que no se miden ( A- ) no participan en este equilibrio VF VOLVER

Como resultado final de gran número de sistemas reguladores de la concentración de electrolitos, los valores normales en plasma para la concentración de hidrogeniones es de 40 nano. Moles y el p. H de 7. 4 Porque El riñón como órgano regulador principal puede eliminar orinas con p. H entre 4. 5 y 8 y excretar sodio entre 10 y 1200 miliequivalentes por litro (m. Eq/l) VV VF FF FV VOLVER

Como resultado final de gran número de sistemas reguladores de la concentración de electrolitos, los valores normales en plasma para la concentración de hidrogeniones es de 40 nano. Moles y el p. H de 7. 4 Porque El riñón como órgano regulador principal puede eliminar orinas con p. H entre 4. 5 y 8 y excretar sodio entre 10 y 1200 miliequivalentes por litro (m. Eq/l) VV VOLVER

Cuando se realiza la reposición de líquidos debe tenerse en cuenta que: 1. - el sudor produce eliminación exagerada de sodio y cloruro 2. - la saliva produce líquidos con potasio alto 3. - el estómago asegura una pérdida alta de sodio 4. - el páncreas produce una pérdida baja en bicarbonato 5. - el plasma tiene un p. H neutro o normal con valor de 7 VOLVER

LIQUIDO ORINA SODIO 10 a 1200 POTASIO CLORURO 5 a 1000 10 a 1200 SALIVA 30 20 34 ESTOMAGO 60 9 84 BICARBONATO p. H 0 4. 5 a 8 5 a 30 0 7 a 8 1 a 5 Cuando se realiza la reposición de líquidos debe tenerse en cuenta que: 1. - el sudor produce eliminación exagerada de sodio y cloruro 2. - la saliva produce líquidos con potasio alto 3. - el estómago asegura una pérdida alta de sodio 4. - el páncreas produce una pérdida baja en bicarbonato 5. - el plasma tiene un p. H neutro o normal con valor de 7 VOLVER

La pérdida de líquidos a través de la transpiración determina que se elimine una alta cantidad de sodio y de cloruro en relación al volumen de agua Por lo que La concentración de sodio y cloruro disminuirá en los líquidos corporales cuando haya una transpiración aumentada, en su fase aguda VV VF FF FV VOLVER

La pérdida de líquidos a través de la transpiración determina que se elimine una alta cantidad de sodio y de cloruro en relación al volumen de agua Por lo que La concentración de sodio y cloruro disminuirá en los líquidos corporales cuando haya una transpiración aumentada, en su fase aguda FF VOLVER

FIN