El documento describe los diferentes tipos de transporte de solutos a través de membranas biológicas. Explica que el transporte pasivo ocurre a favor del gradiente electroquímico mediante difusión simple, electrodifusión u osmosis. El transporte activo ocurre en contra del gradiente utilizando energía del ATP (transporte activo primario) o acoplando otros transportes (transporte activo secundario). También describe la difusión simple a través de membranas y la cinética de transporte de glucosa tanto pasiva a través de GLUT como activa

1. Transporte de solutos a través de las membranas biológicas

3. Energía potencial química: Epq = R.T. lnC (debe adaptarse para el caso del solvente) Solutos en soluciones líquidas Energía potencial eléctrica: Epe = z.F.V Solutos en soluciones líquidas Dos tipos de energía: potencial química y eléctrica La energía libre de Gibbs es energía potencial y por ende “tiende a consumirse”. Un soluto en equilibrio a ambos lados de una membrana celular, presenta igual energía potencial: Ept i = Ept e Energía potencial total: Ept = Epq + Epe

5. DIFUSIÓN SIMPLE Ley general del transporte: J/á = - L. dY/dx dC/dx < 0 J > 0 Gradiente de concentración dC/dx (fuerza impulsora) Primera ley de Fick J/á = - D. dC/dx M = - D. dC/dx C

6. Situación inicial Epq 1 = Epq 2 Situación final (en el equilibrio) Epq = cte dC/dx = 0 D = R.T   = k / PM.  1 2

7. Difusión simple a través de una membrana celular Primera ley de Fick M = - D. dC/dx Adaptación de primera ley de Fick: 1) Soluto distribuido homogéneamente en medios intra y extracelulares la menor distancia (dx) es el espesor de la membrana:  2) El término “difusión simple” se reserva para casos en que el soluto atraviesa la fase lipídica. Debe contemplarse la liposolubilidad del soluto.

8. M = - D. dC/dx 1) M = - D. dC/  2) M = - D. K. dC/  K = Cm/Caq K > 1: soluto liposoluble K < 1: soluto hidrosoluble “ Permeabilidad”: P = D. K/  Cinética lineal  3) M = P. dC Primera ley de Fick M dC P

10. Adaptación para difusión de gases Los gases difunden por diferencias de presión (dP) Por ley de Henry: C gas = S . P dC = S. dP Sustituyendo en primera ley de Fick original: J/á = - D. K . dC/  J/á = - D . K. S. dP/ 

11. “ Desplazamiento cuadrático medio”: < x 2 > = 2.D.t Un desplazamiento igual a 2x implicará: <(2 x) 2 > = 2.D.t < 4. x 2 = 4. 2.D.t ( la velocidad aparente de las partículas disminuye notoriamente con el tiempo ) (barrera hemato-gaseosa en pulmón: 5  de espesor) 1) Importancia de la solubilidad (casos CO2 y N2) Comentarios generales: 2) Difusión simple en biología, eficiente sólo en distancias muy pequeñas.

12. El transporte de solutos polares (hidrosolubles) aún a favor de gradiente electroquímico requiere de algún elemento que “baje la barrera de energía” NO es Difusión simple

13. Transporte de glucosa: pasivo (GLUT) y activo (SGLT) Transporte de glucosa a través de GLUTs Permite el ingreso de glucosa a favor de gradiente químico

14. Transporte de glucosa a través de SGLTs (sodium glucose transporters) Acopla el ingreso activo de glucosa al pasivo de Na +