TEMA 2

Question 1

De que esta envuelta la membrana plasmatica?

Answer 1

La membrana plasmática está compuesta de lípidos en los cuales se integran las proteínas de membrana

Question 2

Que permite la parte lipidica de la membrana plasmatica?

Answer 2

El componente lipídico de la membrana celular actúa como un aislante eléctrico (permite la separación de cargas eléctrica). Sin embargo, la membrana también es permeable al paso
de los iones (a través de estructuras especializadas).

Question 3

Que es la conductancia y resistencia al paso de iones a la membrana?

Answer 3

El paso de los iones puede ocurrir con mayor o menor
dificultad (R, resistencia). Este concepto también lo podemos expresar en términos de la conductancia de la
membrana (G=1/R).

Question 4

Que es el potencial de membrana?

Answer 4

El potencial de membrana (E) esta generado por la diferente distribución iónica dentro y fuera de la célula. En condiciones de ausencia de un estímulo externo se denomina potencial de
reposo.

Question 5

Clasifica los canales ionicos con el criterio del mecanismo de activación

Answer 5

• Canales dependientes de la unión a un ligando externo (actuan generalmente como receptores para
  neurotransmisores). Ligand-gated
• Canales activados por señales intracelulares(podrían incluirse en el grupo anterior).
• Canales activados por cambios en el voltaje. Voltage-gated
• Canales activados por estímulos mecánicos
  (estiramiento de la membrana celular). Stress-activated.
• Comunicaciones eléctricas intercelulares. Gap-junctions.

Question 6

Que tiene que pasar en la celula para que el Ca2+ se utilice como
señal intracelular

Answer 6

Para utilizar el Ca2+ como
señal intracelular, las células han de
mantener los niveles basales de Ca2+ muy
bajos.

Question 7

Como son las concentraciones del ion calcio en diferentes lugares de la celula?

Answer 7

La concentración de Ca2+ libre en el
citosol de cualquier célula es
extremadamente baja (menos de 10-7 M), mientras
que su concentración en el fluido
extracelular (10-3 M) y en el retículo
endoplasmático (ER) es alta

Question 8

Como es el gradiente de Ca2+ en la celula?

Answer 8

Es un enorme gradiente de Ca2+ que
tiende a llevar Ca2+ hacia el citosol, tanto a
través de la membrana plasmática como a
través de la membrana de ER

Question 9

Que pasa cuando se abren los canales de Calcio?

Answer 9

Cuando una señal abre transitoriamente los canales de Ca2+ en alguna de estas dos membranas, el Ca2+ fluye precipitadamente al citosol, incrementando dramáticamente la concentración local de Ca2+ y activando mecanismos celulares sensibles a Ca2+
.

Question 10

Como se consigue que la concentracion de calcio sea baja en el citosol?

Answer 10

-PMCA (en todas las cels eucariotas)
-SERCA (membrana ER)
-Bomba Ca2+ adicional en cel musculares y nerviosas
-

Question 11

Explica la PMCA

Answer 11

Todas las células eucariotas tienen en su
membrana plasmática una ATPasa que utiliza la energía de la hidrólisis del ATP para bombear Ca2+ (1
Ca2+/ATP) hacia el exterior del citosol (PMCA, de ‘plasma membrane calcium’)

Question 12

Explica la SERCA:

Answer 12

En la membrana de ER existe otra bomba
(SERCA, de ‘smooth endoplasmic reticulum’) que también desempeña un papel importante en el
mantenimiento de una concentración baja de Ca2+ en el citosol: esta ATPasa dependiente de Ca2+ permite al
ER captar grandes cantidades de Ca2+ del citosol (2Ca2+/ATP), en contra del gradiente de concentración y
aunque los niveles de Ca2+ en el citosol sean bajos

Question 13

Nombra un inhibidor de la SERCA:

Answer 13

La tapsigargina, es un inhibidor específico de las SERCA.

Question 14

Explica la bomba de calcio extra que tienen las cels musculares y nerviosas y nombra un problema importante que tiene:

Answer 14

Las células tales como las
musculares y las nerviosas, que utilizan de forma intensa el sistema de señalización del Ca2+ , disponen en su
membrana plasmática de otra bomba de Ca2+ adicional, que acopla el eflujo de Ca2+ a un influjo de Na+.

. Este intercambiador Ca-Na tiene una afinidad por el Ca2+
relativamente baja, por lo cual únicamente actúa de forma eficiente cuando los niveles citoplasmáticos de Ca2+
aumentan 10 veces por encima de sus valores normales, tal como ocurre después de que una célula nerviosa o
una célula muscular hayan sido estimuladas repetidamente.

Question 15

Como varia la concentracion del ion calcio cuando esta en reposo comparado a cuando hay actividad celular?

Answer 15

Habitualmente, la concentración de Ca2+ libre en el citosol varía desde 10-7 M cuando la célula está en reposo,
hasta alrededor de 5x10-6 M cuando está activada por una señal extracelular.

Question 16

Que le pasa a la concentracion del ion calcio cuando la celula esta dañada y que mecanismo se utilizan para solucionar este problema?

Answer 16

Cuando la célula está dañada y no puede extraer Ca2+ del citosol de forma eficiente, la concentración de Ca2+ puede aumentar de
forma peligrosa (>10-5 M). En estas circunstancias, comienza a actuar una bomba de Ca2+ de baja actividad pero gran capacidad, situada en la membrana interna de la mitocondria, y utiliza el gradiente electroquímico generado a través de esta membrana durante las etapas de transferencia de electrones de la fosforilación oxidativa, para extraer Ca2+ del citosol importándolo a la mitocondria. El problema es que la acumulación de
Ca2+ en la mitocondria está asociada a enfermedades degenerativas. Además, existen una serie de proteínas
que unen Ca2+, reduciendo por tanto el Ca2+ libre en el citosol.

Question 17

Explica las características de una señal de Ca2+

Answer 17

• La estimulación celular con determinados agentes causan un aumento transitorio del Ca2+ intracelular, de intensidad variable y duración entre fracciones de segundo a varios minutos.
• La elevación del Ca2+ puede ser uniforme a lo largo de la célula o localizada en regiones específicas.
• En muchas células, la elevación del Ca2+ puede ocurrir como una ola, empezando en un sitio y acabando en otro.
• En muchas células, tras la activación con una señal, el Ca2+ puede oscilar con una periodicidad entre 20-60
  segundos.

Question 18

Como puede producirse el aumento del Ca2+ citosolico?

Answer 18

El aumento del Ca2+ citosólico puede ocurrir, bien por la entrada desde el exterior o por la liberación de Ca2+ desde las organelas intracelulares donde se acumula (RE).

Question 19

Como se produce la entrada de Ca 2+ al citosol desde el exterior?

Answer 19

La entrada desde el exterior requiere la participación de canales
iónicos:
- activados por voltaje, con una estructura y funcionamiento similar a los canales de Na+de las neuronas, se activan con la despolarizacíon (entre ellos el receptor de dihidropiridína).

• Entrada capacitativa de Ca2+ a través del canal ICRAC para rellenar los depósitos internos. Estos canales también se les conoce como canales de Ca2+ independientes de
  voltaje, porque no presentan una estructura que actúe
  como sensor de voltaje.
• por ligandos (algunos receptores de
  neurotransmisores, com por ejemplo los receptores de
  glutamato)
• por el estiramiento de la membrana.

Question 20

Como se provoca la liberacion de Ca2+ desde los almacenes intracelulares al citosol?

Answer 20

La liberación de Ca2+ de los almacenes intracelulares
está asociada a la producción de inositoles de fosfato tras
la activación de un receptor/proteína G de la membrana.
También existe otro mediador que se ha descubierto
recientemente, el riboadenosín difosfato cíclico
(RiboADPc), el cual puede activar alguno de lo receptores
de rianodina. La producción de Ribo ADPc parece
depender del GMPc.

Question 21

Que es el IP3?

Answer 21

el IP3 es uno de los mensajeros producidos tras la activación de ciertos receptores asociados a proteínas . El ER contiene receptores para IP3 con una estructura tetramérica que
funciona como un canal de Ca2+.
IP3 difunde a través del citoplasma y se une a los receptores de IP3 localizados en la membrana del RE. La unión de IP3 a estos receptores abre los canales de calcio dependientes de IP3, también conocidos como canales de liberación de calcio, presentes en la membrana del RE. Como resultado, el calcio almacenado en el RE se libera al citosol.

Question 21

De que dependen la generacion de olas y oscilaciones de Ca2+

Answer 21

Ambos aspectos dependen del proceso de liberación de Ca2+ de los depósitos internos. En estos depósitos, el Ca2+ es ‘secuestrado’
(por una proteína llamada calsecuestrina) y tamponado, con lo
cual permite mantener una concentración no excesivamente alta

Question 22

Como se regula la actividad del IP3?

Answer 22

La actividad de este receptor se controla :
-por la unión del IP3
-la concentración del Ca2+ citosólico (el Ca2+ actúa como un agonista del receptor, con una distribución en
forma de campana).
-Los receptores de IP3 también se modulan mediante fosforilación por PKA.
-La cafeína inhibe la liberación de Ca2+ de los receptores intracelulares.
-Otro producto de la vía de los inositoles, el IP4 se ha postulado su implicación de la entrada de Ca2+ capacitativa, así como la inhibición
de las bombas de Ca2+..

Question 23

Explica el receptor de hianodina:

Answer 23

El otro canal de Ca2+ del ER es el receptor de rianodina –este
compuesto a bajas concentraciones activa el canal y a altas lo inhibe.
Este canal se encuentra asociado a los canales de Ca2+ activados por voltaje de la membrana plasmática (el receptor de dihidropiridina), de forma que la activación de este último determina la activación del
receptor de rianodina. El receptor de rianodina se comporta como el de IP3 respecto a las concentraciones de Ca2+ citosólico, al aumentar el Ca2+ aumenta su actividad hasta que se alcanza una concentración de 0.3 microM.

Question 24

Hasta que distancias de difunden los iones Ca2+

Answer 24

Los iones Ca2+ puden difundir tan sólo unas distancias muy cortas dentro del citosol (aproximadamente unos 0.1-0.5 micrometros en un tiempo de 50 microseg.).
Por tanto cuando se activa una señal de Ca2+ se producen microgradientes, en donde la concentración máxima de Ca2+
alcanzada es 1 microM en un espacio de 1-10microm, o nanogradientes en
donde se pueden alcanzar hasta 100 microM pero en espacios mucho
menores.

Question 25

Como es el mecanismo de generacion de una ola?

Answer 25

El mecanismo de generación de una ola es similar a la
propagación del impulso nervioso por el axón. La
liberación de Ca2+ del ER tras la activación del
receptor de IP3 (generalmente), determina un aumento local del Ca2+ lo cual determina la activación de muchos canales en la vecindad, liberando incluso más Ca2+. Sin embargo, el gran aumento de Ca2+ en el punto deorigen comienza a inhibir la actividad de los canales que originaron todo el proceso, a la vez que las bombas de Ca2+ comienzan a mover el Ca2+ hacia el ER.

Question 26

Para que sirven las oscilaciones de Ca2+

Answer 26

Se piensa que las oscilaciones de Ca2+ forman parte del
mecanismo que la célula desarrolla para mantener una señal de
Ca2+ interna por un tiempo prolongado, pero sin tener una
concentración citosólica de Ca2+ permanentemente elevada (lo
cual no es bueno para la supervivencia celular)