Transporte a través de la membrana

Seminario N°1

Luis Gustavo Malca Gómez

Caso Clínico

• Paciente de 2 años y 6 meses, previamente sano, quien hace una semana inició un episodio de deposiciones líquidas con frecuencia de 4 a 5 veces al día. Al tercer día se observaron deposiciones con mayor contenido de mucus y estrías de sangre y fiebre moderada.

• Al examen presentaba deshidratación moderada, temperatura axilar 39ºC y compromiso discreto del estado general.

Mucosa Intestinal - Estructura

Epitelio cilíndrico simple

Enterocito

Caliciforme

Paneth

Enteroendocrinas

M

Conducto lacteal o quilífero central es un vaso linfático central.

Lámina propia

Tejido conectivo Laxo

Glándulas mucosas

Vasos sanguíneos y

linfáticos

Lípidos y proteínas

Tejido linfático asociado con el intestino(GALT)

Tejido linfático Nódulos linfáticos

Eosinófilos, macrófagos, neutrófilos.

Muscular de la mucosa.

Capa circular interna y longitudinal

externa de músculo liso.

Contracción produce movimiento para formar crestas y

depresiones

http://www.wesapiens.org/es/file/2893117/Intestino+delgado,+estructura+de+la+mucosa+intestinal

Mucosa Intestinal – Funciones

• Absorción.

• Protección.

• Secreción.

Secreción

Lubricación Moco

Enzimas, hormonas y anticuerpos.

Glandulas mucosas: dentro

de la lamina propia

Enterocitos sintesis de enzimas

glucoproteicas

Células caliciformes

producen moco Células de Paneth

Protección

Epitelio separa el lumen de los

tejidos y órganos.

Barrera contra antígenos, agentes

patógenos y sustancias nocivas.

Tejidos linfáticos funcionan como

barrera inmunológica.

Absorción Alimentos digeridos, agua, electrolitos, etc.

Gracias a las prolongaciones de la mucosa y submucosa.

• Pliegues circulares

• Vellosidades

• Microvellosidaes

Las tres aumentan la extencion de la superficie

absortiva del intestino delgado.

Sucede en el enterocito

Enterocito

Forma cilindrica Nucleo en posicion basal

Microvellosidades aumentan la superficie apical hasta 600 veces. Todas juntas forman la

chapa estriada.

Velo terminal: red de microfilamentos

contractiles que forman una capa en la parte más

apical del citoplasma

Zonula adherens Complejos de unión

Lisosomas, citoplasma, citosol, membrana

plasmática, etc.

Varios REL, RER y Aparato de Golgi. Ribosomas,

centriolos

Transporte a través de la membrana plasmática

Transporte pasivo

No hay gasto de energía

A favor de la gradiente, del

medio donde hay más al medio

donde hay menos.

A través de membrana y por

medio de proteínas transportadoras

Difusión simple

Difusión facilitada

Transporte activo

Gasto de Energía

Contra el gradiente

electroquímico

Proteínas transportadoras

Transporte primario de

bombas

Transporte activo secundario

Transporte pasivo – Difusión simple

Desplazamiento de partículas a través de la

membrana.

Entran hormonas esteroides, fármacos liposolubles, etc. y sustancias apolares como el

oxígeno atmosférico, además de moléculas como agua,

CO2, etanol y glicerol.

http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/transport/osmosis.swf

Difusión facilitada

Transporte de pequeñas

moléculas polares.

Proteínas transmembrana transportadoras.

Destacan por su especifidad.

A favor de la gradiente, no

requiere gasto de energía.

Canales Iónicos, Permeasas,

Aquaporinas.

Canales iónicos o proteínas canal

Poros o conductos hidrofílicos, formados

por proteína transmembrana.

Paso de iones

Altamente selectivo Diferencia de

concentración y diferencia de carga.

Canales regulados: controlados por

estímulos (voltaje, ligando y mecánico)

No regulados

Permeasas o Carriers

No gasto de energía

A favor del gradiente electroquímico

Las proteínas al unirse a la molécula que transportan

sufren un cambio en su estructura arrastrando a dicha molécula hacia el

interior de la célula.

Especifidad

Aquaporinas

costituidas por cuatro proteínas iguales

compuestas cada una de 6 α hélices

transmembranosas.

Permiten el paso selectivo de agua.

2 clases:

• Aquaporinas

• Aquagliceroprorinas

Transporte activo – transporte primario

de bombas

Bombas ATPasas:

Tipo P

Tipo V

Tipo F

Tipo ABC

ATP

Especifidad

http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/membrane_transport/membrane_transport.htm

Bombas de Na+/K+

cuatro subunidades, dos alfa y dos beta

Se hidroliza una molécula de ATP por cada tres sodios que salen y dos potasios

que entran

Electrogénica

sufre un cambio conformacional

bomba de H+/K+

En células parietales de mucosa gástrica

Más K+ en el citosol y más H+ en la

secreción gástrica

Bomba de calcio

Tipo P

Tipo V y F

V

• Bomba de protones

• bombean protones al interior de ciertos organelos.

• No se fosforilan.

F

• Transporte de protones

• Utilizan la energía de la hidrólisis de ATP para bombear protones contra su potencial electroquímico

Tipo ABC

MDR

• Proteínas multidrogo resistentes

• Eliminan sustancias toxicas derivadas del metabolismo celular

CFTR

• Transporte de cloro a través de la membrana plasmática.

• Transporte de cloro es bloqueado. disminuye nivel de sodio y cloro.

• Agua se retira

• Viscosidad de las secreciones.

Transporte activo secundario - cotransporte

No regulado por hidrólisis de ATP

Por energía almacenada por

los gradientes iónicos.

Transporte en el enterocito

Membrana apical

Difusión

Transportadores de glucosa

dependientes de sodio (SGLT1)

Transporte facilitado

cuatro transportadores de

aminoácidos diferentes

varios transportadores de

dipeptidos y tripeptidos

Iones por transporte activo.

Osmosis cotransportador sodio – glucosa.

endocitosis

Membrana basolateral y basal

ATPasa de Na⁺/K⁺ Difusión

Transportadores de glucosa GLUT2

Transportador GLUT 5: paso de la fructosa mediante difusión facilitada

exocitosis

Diarrea Alteración de las heces en cuanto a

volumen, fluidez o frecuencia en comparación con las condiciones fisiológicas, lo cual conlleva una

baja absorción de líquidos y nutrientes, y puede estar

acompañada otras sintomatologías.

Tiene muchas causas y mecanismos patogénicos diversos, entre ellos motilidad, secreción, digestión y

absorción alteradas.

Aguda: < 14 días de duración Persistente: >15 días de duración

Crónica: > 1 mes de duración

Causas de la diarrea infantil aguda

Acuosa

Secretora

Rotavirus Vibrio cholerae

ECET Vibrios no cólera

Shigella

Osmótica

Virus G. lamblia

Cryptosporidium Laxantes

Desnutrición

Con sangre (disentérica)

Invasiva

Shigella ECEI

Salmonella no tifoidea Campylobacter jejuni

Yersinia

No invasiva

E. coli O157:H7 ECEP

Clostridium difficile

Secretora Producida por inhibición de la

absorción o estímulo de secreción intestinal de líquidos y

electrolitos.

Deshidratación, trastornos del equilibrio hidroeléctrico y ácido

básico

Vibrium cholerae, ETEC, Salmonella spp., Shigella spp.,

Yersinia enterocolítica, aeromonas, enterotoxinas

bacterianas (Staphylococcus aureus, Clostridium perfringes).

Osmótica

Se producen dentro del intestino sustancias osmóticas, es decir sustancias que por sí mismas arrastran gran cantidad de agua.

Incremento de carbohidratos en el lumen intestinal, como consecuencia de lesiones en forma de parches en las vellosidades intestinales y por la invasión de los enterocitos de la vellosidad así como la posterior aglutinación de las vellosidades afectadas.

La necrosis de la porcion superior de las vellosidades da lugar a que en un periodo de 12 a 40 horas, los enterocitos de las criptas cubran totalmente la vellosidad y den lugar a áreas donde hay secresión de líquidos y la absorción esté disminuida o ausente.

Invasiva Shigella

• Atraviesa barreras, penetra en los enterocitos.

• Genera lesiones inflamatorias y hasta ulceraciones.

• Reproducción en el enterocito, producción de citotoxina, que actúa como enterotoxina

• Desencadena sistema adenilatociclasa

• diarrea secretora en sus inicios, con perdidas elevadas de agua y electrolitos

• 3 enterotoxinas

• SigA, SepA y Pic, que son proteasas

• función primaria es proteolítica y están asociadas con diversos efectos citotóxicos.

Agentes bacterianos enteropatógenos: Escherichia colo enteroinvasiva (EIEC), Salmonella, Campylobacter jejuni, Yersinia enterocolítica y Vibrio parahemolyticus.

No invasiva

Prototipo: Escherichia coli enterohemorrágica(EHEC).

• Produce verotoxina o toxina Shiga

Diarrea con abundante sangre y sin fiebre.

• El paciente presenta una diarrea aguda disentérica invasiva, el agente etiológico más probable puede ser Shigella, Escherichia coli enteroinvasiva, Campylobacter jejuni ó Salmonella.

Medidas preventivas tomaría para evitar que la deshidratación se agrave

Mantenimiento de una adecuada hidratación

• Primero tratar de hidratar vía oral, de no poderse, canalizar una vía endovenosa, para el correcto suministro de solución polielectrolítica.

Conservación del estado nutricional

• no restringir la alimentación

Antibiótico

• De acuerdo al agente etiológico

Shigelosis

• Diarrea con moco y sangre o pus

• Tenesmo • Fiebre • Nauseas y vómitos • Calambres estomacales • Niños jóvenes pueden tener

convulsiones • Síntomas pueden tomar hasta

una semana, por lo general duran de 2 a 4 días.

• Deshidratación severa

Shigella

• Vía Oral (enteral) – Azitromizina (10 mg/kg el

primer día, seguido de 5 mg/kg/día en los siguientes 4 días)

– Ciprofloxacina (20 mg/kg 2 dosis por 5 días)

– Furazolidona (5-8 mg/kg en tres dosis por 5 días)

• Vía parenteral – Ceftriaxona IM (50-75

mg/kg/día por 3-5 días)

Salmonelosis

• Diarrea con moco y sangre

• Dolor abdominal • Dolor de cabeza • Fiebre • Erupción máculo

papulosa en pecho y espalda

• Nauseas y vómitos • Fatiga

Salmonella

• No utilizar antibióticos, salvo para enfermedad extraintestinal focal y bacteriemia, niños que presentan un riesgo superior de diseminación de la enfermedad (inmunodeficiencia, anemia hemolítica, desnutrición severa, casos graves o de evolución prolongada)

Campylobacteriosis

• Infección

• Inflamación

• Diarrea con moco y sangre

• Fiebre

• Calambres

• Los síntomas duran de 5 a 7 días

Campylobacter jejuni

• Eritromicina vo 40 mg/kg 2 dosis por 5 días

• Azitromicina vo 10 mg/kg/día por 3 días

• Ciprofloxacina vo 20-30 mg/kg fraccionados en 2 dosis

Escherichia coli enteroinvasiva

• Sintomatología parecida a la shigelosis, presentando diarrea disentérica con moco y fiebre alta, dolor abdominal, vomitos, escalofríos, malestar generalizado.

• Ciprofloxacina (30 mg/kg/día por 5 días)

• Cloranfenicol (10 mg/kg/día por 5 días)

• Trimetropin + sulfametoxasol (10 mg/kg/día por 5 días).

• Ceftriaxona (50 mg/kg/día) por 3 días

¿Por qué no E. Coli enterohemorrágica y entre ellas la O157:H7 ?

• Diarrea hemorrágica, dolor abdominal, poca o ninguna fiebre, puede ser asintomática. En niños menores de 5 años, y en ancianos puede causar Síndrome urémico hemolítico, donde hay anemia hemolítica y los riñones fallan, además de trombocitopenia.

• Signos neurológicos que incluyen accidente cerebro vascular y convulsiones.

• Las toxinas destruyen las células epiteliales del intestino y de los vasos sanguíneos, especialmente en el cerebro y los riñones.

Qué es un rehidratante y cuál es la función de dichos componentes en el proceso de

rehidratación. • Es una solución de agua, glucosa y electrolitos

utilizada para reponer pérdidas hidroelectrolíticas.

• Compensa las pérdidas tanto de agua, glucosa y electrolitos en casos de deshidratación, por diarreas u otras causas.

• En el enterocito, ocurre la absorción de electrolitos, agua y nutrientes. Al verse alterado debido a ciertos agentes etiológicos, este transporte no puede ser llevado a cabo, ocasionando así a una baja de éstos en el organismo.

• Se recomienda soluciones con más sodio (75-90 mmol/L) para la rehidratación y las de bajo contenido (45-60 mmol/L) para el mantenimiento de casos sin deshidratación.

Bibliografía • La célula: evolución y desarrollo de sistemas celulares - Jorge Joel reyes

Menéndez. • Amieva, M. R. Important Bacterial Gastrointestinal Pathogens in Children:

A Pathogenesis Perspective. En Pediatrics Clinics of North America (págs. 749-777).

• Arranz, E., & Garrote, J. A. EL SISTEMA INMUNE DE LA MUCOSA GASTROINTESTINAL. Universidad de Valladolid, Departamento de Pediatría, Inmunología, Obstetricia y Ginecología, y Nutrición y Bromatología.

• Becker. (2006). El mundo de la célula (6ta ed.). Pearson. • Chaparro Dammert, E. (s.f.). Diarrea aguda en pediatría. Diarrea aguda en

pediatría - Eduardo chaparro Dammert . • Chuna Mogollón, P., Gonzales Cabeza, J., & Lezama Ascencio, P. (2012).

Biologia celular y molecular. Trujillo: UPAO. • Conn, H. (1982). Current Conn Terapéutica 1982. Editorial Médica

Panamericana. • Dorland. Diccionario Médico. McGraw-Hill. • Echegaray, S. d. Guías de práctica clínica.

• Ferrufino, J. C., Taxa, L., & Ángeles, G. Histología normal del intestino delgado. Lima: UPCH.

• Gartner, & Hiatt. Texto atlas de histología (3 ed.). • Gassul, Gomollón, Obrador, & Hinojosa. (2007). Enfermedad inflamatoria

intestinal (3era ed.). España: Editorial ARÁN. • Gilbert, Moellering, Eiopoulos, & Sande. (2007). The sandford guide to

antimicrobial therapy 2007 (37 ed.). Antimicrobial Therapy Inc. • Gordillo P., M. H. (1975). Diagnostico y terapéutica de trastornos renales y

electrolíticos en niños (2da ed.). México: Ediciones médicas del hospital infantil de México.

• Gordillo Paniagua, G. (1972). Electrolitos en pediatría fisiología clínica. México: Asociación de médicos del hospital infantil de México.

• Hall, G. y. Fisiología médica (22 ed.). McGraw-Hill. • Harper. Bioquímica ilustrada (28th edición ed.). McGraw-Hill. • Harrison. Medicina interna (4ta ed.). La prensa médica mexicana. • Hellerstein, M. S. (1993). Líquidos y electrolitos: aspectos clínicos –

Hellerstein,. Pediatrics in review , 14 (3), pág 95-111. • Jospe, M. N., & Forbes, M. G. (1997). Regreso a las bases. líquidos y

electrolitos: aspectos clínicos - Jospe y Forbes,. Pediatrics in Review , 18 (2), pág. 63-71.

• Miller, & Levine. Biología. Pearson, Prentice Hall. • OPS. (2009-2010). Tratamiento de las enfermedades infecciosas - 2009-

2010 (4ta ed.). OPS. • Pickering, R. Complete Biology for IGCSE (1era ed.). Oxford: Oxford. • Reyes Menéndez, J. J. La célula: evolución y desarrollo de sistemas

celulares. • Riverón Corteguera, R. (1999). FISIOPATOLOGÍA DE LA DIARREA AGUDA.

(H. P. Habana“, Ed.) Revista Cubana Pediatría , Páginas 86-115. • Robertis, & Ponzio. Biología celular y molecular (25th edición ed.).

Editorial El ateneo. • The Center for Food Security & Public Health, Iowa State University;

Institute for International Cooperation in Animal Biologics. (2009). E.Coli Enterohemorrágica: . Escherichia coli Productora de Verocitotoxina (ECVT), Escherichia coli Productora de Toxina Shiga (STEC), Escherichia coli O157:H7.

• Ucrós Rodriguez, S., Caicedo, A., & LLano García, G. (2003). Guías de pediatría práctica basadas en evidencia. Colombia: Editorial Médica Panamericana.

• UPCH. (2010). Biología. Lima: UPCH.