EQUILIBRIO DE GIBBS-DONNAN Y PROBLEMAS OSMOLARES QUE GENERA

1. BOMBA de Na + y K + Equilibrio de Gibbs-Donnan y problemas osmolares que genera Dra. Nazira Píriz

2. Familias de ATPasas transportadoras de membranas En humanos: Grupo P; y participan en diversas funciones. Bomba de Na + y K + : distribución “universal” Tipo P (Requieren de su fosforilación)

3. ATP(i) + H 2 0 + 3 Na + (i) + 2 K + (e) ADP(i) + P(i) + 3 Na + (e) + 2 K + (i ) Mg +2

4. Unidad funcional mínima: heterodímero con subunidades  y  Plegado y estabilidad a la bomba Dominios transmembrana (10  -hélices): unión a iones Lazos intracelulares: unión e hidrólisis de ATP Citoplasma Medio extracelular Membrana  

6. Reacción bioquímica: ATP + H 2 O ADP + P i Globalmente libera aprox: 60 KJ/mol. Reacción translocadora (transporte) : Estequeometría : Transloca 3 Na + por 2 K + en contra de sus gradientes electroquímicos Na + i Na + e K + i K + e Requiere globalmente (en eritrocito humano) de aprox. 36 KJ/mol. EFICIENCIA de la Bomba: aproximadamente del 60%

10. Los pasajes de Na y K se producen en forma secuencial La apertura secuencial de las compuertas, evita que en condiciones fisiológicas la bomba se comporte como un canal fosforilación desfosforilación Ciclo normal de la bomba (1) Medio intracelular Medio extracelular

11. (1) (1) (2) (2) (3) (3) (4) (4) (5) (5) (6) (6) (7) (7) (8) (8) Esquema cinético de Albers-Post

13. Derivados del digital : inhibidores de la bomba de Na + y K + (utilizadas en tratamietno de insuficiencia cardíaca) En membrana del miocito: intercambiador 3Na + /1Ca ++ con dos modos: - Modo normal: ingresa Na y saca Ca; - Modo inverso: ingresa Ca y saca Na La inhibición de la bomba de Na + y K + favorece el modo inverso del intercambiador, con aumento del Ca ++ intracelular y del inotropismo cardíaco.

15. Situación inicial (1) Vm = 0 Membrana permeable a K+ y Cl-, no permeable a A- Situación 2 Se cumple el ppio. de electroneutralidad, el K+ tiende a ir de i a e + + - -

16. El pasaje de K+ desde i hacia e , determina que no se cumpla el principio de electroneutralidad, generando un flujo aniónico en “su busca”. ¿Hasta cuándo se producirá pasaje de K+ y Cl-? Hasta que ambos iones alcancen el equilibrio (Vm = EK+ = ECl-)

17. E K+ = RT/zF. ln ( [ K+ ] e / [ K+ ] i ) E cl- = RT/zF. ln ( [ Cl- ] e / [ Cl ] - i ) ( [ K+ ] e / [ K+ ] i ) = ( [ Cl- ] i / [ Cl- ] e ) Recordar que el Cl- se desplazó desde i hasta e , a fin de recuperar la electroneutralidad Por lo tanto [ Cl- ] i < [ Cl- ] e ( [ K+ ] e . [Cl-] e ) = ( [ Cl- ] i . [K+] i )

18. [ Cl- ] i < [ Cl- ] e [K+] e < [K+] i Relaciones de concentraciones tiene dos consecuencias importantes : Relación de Donnan 1) E K+ = RT/zF. ln ( [ K+ ] e / [ K+ ] i ) < 0 Vm < 0 ( [ K+ ] e . [Cl-] e ) = ( [ Cl- ] i . [K+] i )

19. 2) [K+] e < [K+] i (*) Por electroneutralidad: [K+] e = [Cl-] e y: [K+] i = [Cl-] i + [ A- ] i Sustituyendo en (*): [Cl-]e < [Cl-] i + [ A- ] i Sumando todas las concentraciones iónicas: [K+] e + [Cl-]e < [Cl-] i + [ A- ] i + [K+] i Osmolaridad intracelular sería mayor que la extracelular

22. Las células se encuentran en estado estacionario, ¡no de equilibrio!

23. FIN