D3 Práctica 6 - Biología celular PDF

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Warning: TT: undefined function: 32 Warning: TT: undefined function: 32SAN MARCOSUniversidad del Perú, Decana de AméricaFACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICAEscuela de Farmacia y BioquímicaGRUPO 3INFORME 6: Permeabilidad de la membrana celularAsignatura:Biología CelularDocentes:Ruiz Quiroz, Julio Reynal...

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SAN MARCOS Universidad del Perú, Decana de América FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA Escuela de Farmacia y Bioquímica

GRUPO 3 INFORME 6: Permeabilidad de la membrana celular

Asignatura: Biología Celular

Docentes: Ruiz Quiroz, Julio Reynaldo Hualpa Cutipa, Edwin

Integrantes: Benavidez Carbajal, Ruth Gabriela Cordova Molina, Romina María Celeste Junco Laura, Rossmery Andrea Juro Dueñas, Jaidy Jazmin

Lima – Perú 2020

I.

II.

OBJETIVOS •

Comprobar la selectividad de la membrana celular por medio de la diálisis utilizando un modelo de membrana artificial.

•

Observar y describir los fenómenos de ósmosis en los eritrocitos

•

Observar y describir los fenómenos de ósmosis en el huevo.

DIAGRAMA DE FLUJO EXPERIMENTO 1

EXPERIMENTO 2A

EXPERIMENTO 2B

III.

RESULTADOS EXPERIMENTO 1 Materiales

Contenido inicial

Color inicial de la solución

Color final de la solución

Presencia inicial de la fructosa

Presencia final de la fructosa

Tubo de diálisis

Fructosa & almidón

Blanco

Púrpura oscuro

Sí

No

beaker

H2O + I

Rojo oscuro

Rojo claro

No

Sí

EXPERIMENTO 2A Solución

Imagen en el tubo de ensayo

Imagen en el microscopio

Resultados

Ingresa abundante agua al interior de la célula, se hincha por el exceso de líquido y pierde su funcionalidad y luego está estalla debido a la presión en que se encuentra.

Hipotónica

Pasa por un proceso de hemólisis.

Se forma un precipitado de sangre en la base del tubo, no le sucede nada a las células porque la concentración de soluto es igual fuera y dentro de la célula.

Isotónica

El medio es altamente salino donde se encuentra la sangre, la célula saca agua para que la concentración externa disminuya, pero en el proceso se deshidrata y la célula se reduce de tamaño, se encoge. Esta pierde agua y algunos materiales como la hemoglobina. Pasa por un proceso de crenación.

Hipertónica

EXPERIMENTO 2B SOLUCIÓN HIPERTÓNICA

DE

SAL

Peso inicial: 120 g

AGUA DE CAÑO

AGUA DESTILADA

ISOTÓNICA

HIPOTÓNICA

Peso inicial: 115g

Peso inicial: 100 g

Peso final: 110 g Disminuye su peso debido a que pierde agua, esta última se dirige al exterior para disminuir la concentración del soluto del ambiente hipertónico. Por lo tanto, el volumen de la solución aumenta de 200 a 210mL.

HUEVO

El huevo sufre un proceso llamado plasmólisis.

IV.

Peso final:120 g Se mantiene el peso del huevo y el volumen del agua debido a que es un medio isotónico, es decir las concentraciones son iguales tanto en el interior del huevo como en el exterior, por ende, se encuentran en equilibrio.

Aumenta su peso debido a que el agua ingresa al interior del huevo. El agua va desde una zona de menor concentración de soluto hacia otra de mayor concentración. Por ello, el volumen de la solución baja de 200 a 140mL. Pasa un proceso llamado turgencia.

DISCUSIÓN ●

La diálisis es un proceso que consiste en eliminar los productos de desecho y líquidos de la sangre que los riñones no pueden eliminar, esto ayuda a mantener el equilibrio en el organismo corrigiendo los niveles de diversas sustancias tóxicas en la sangre. Existen dos tipos

de diálisis, la peritoneal y la hemodiálisis. En la primera se utiliza el revestimiento del abdomen (peritoneo) del paciente con la solución de diálisis (agua con sal y otros aditivos), esta solución absorbe las toxinas de la sangre dentro del organismo; al cabo de unas horas, se drenan la solución y las toxinas del abdomen (1). El otro tipo de diálisis es la hemodiálisis, en este proceso la sangre pasa a través de un tubo hasta un riñón artificial o filtro llamado dializador. Este dializador se divide en 2 partes separadas por una membrana semipermeable, a medida que la sangre pasa a través de una parte del filtro, un líquido especial en la otra parte extrae los residuos de la sangre. Luego de esto, la sangre ya purificada regresa al cuerpo a través de otro tubo (2). La membrana semipermeable que se utiliza en el segundo tipo de diálisis está compuesta generalmente de polímeros celulósicas, celulósicas modificadas o sintéticas (3). En el experimento 1 de esta práctica, pudimos comprobar la permeabilidad selectiva que posee la membrana de diálisis, en este caso, la selectividad se dio por el tamaño de las moléculas que se encontraban dentro y fuera de la bolsa de diálisis. Pudimos corroborar que la fructosa y el yodo son permeables a la membrana de diálisis, mientras que el polisacárido almidón, no lo es. ●

Los resultados confirmaron que al colocar en una solución hipotónica, es decir una concentración menor en el medio externo con relación al medio citoplasmático del eritrocito, al ingresar agua a su interior, pasa por un estado de turgencia (se hincha por el exceso de líquido), luego estalla debido a la presión que se encuentra pasando por un proceso de hemólisis. Al observar en el microscopio se aprecia un fondo rojo sin ninguna estructura celular, se puede asumir que los eritrocitos han sido hemolizados debido al ambiente que se encuentran liberando hemoglobina y otros componentes por ello se da una coloración roja. En el caso de la solución isotónica, es decir, una solución cuya concentración de soluto es la misma tanto fuera como dentro del eritrocito; este tipo de solución tiene la misma presión osmótica que la sangre, por ello no produce deformación a la célula. Al observar al microscopio su morfología en un aumento de 100X, se evidencio eritrocitos en forma lisa y también la existencia de un precipitado; esto se debe porque no hay movimiento de moléculas de agua y por tanto se conserva intacta la célula. En el caso de la solución hipertónica tiene mayor osmolaridad que el plasma, encontrándose en un ambiente altamente salino lo cual obliga a los eritrocitos la salida de agua al medio, esto se debe a las diferentes presiones osmóticas por ello el eritrocito se deshidrata y se produce el fenómeno de crenación. Al observar en el microscopio en un aumento de 100X, se aprecia que la membrana celular se deforma y toma una apariencia dentada (4).

●

Los resultados ilustraron cómo se da el proceso de la ósmosis, un tipo de transporte celular pasivo, en el que las moléculas de agua atraviesan la membrana plasmática. La dirección de este transporte depende de la concentración de solutos del interior y exterior de la célula. Si el medio extracelular contiene mayor concentración de solutos que el citoplasma (medio hipertónico), el agua saldrá de la célula produciendo la plasmólisis en células vegetales. En medios hipotónicos, el agua entra en la célula, produciendo el fenómeno denominado turgencia en células vegetales (se hinchan). En medios isotónicos (misma concentración de solutos que el interior celular), no ocurre ninguno de estos fenómenos, debido al equilibrio entre la entrada y la salida de agua del medio intracelular (5). Como se ha mencionado antes la plasmólisis es un fenómeno que suele darse en células vegetales pues se observa la separación de la membrana plasmática de la pared celular, sin embargo el experimento realizado se hizo con la cáscara de huevo que está conformada de células animales cuyas membranas están cubiertas por varias capas, entre ellas, la capa en palizada que está compuesta por componentes orgáni-cos e inorgánicos en forma integrada. El componente inorgánico corresponde a car-bonato de calcio en forma de calcita y el componente orgánico (matriz de la cásca-ra). La rigidez que presenta la cáscara se debe al depósito de los cristales de carbonato de calcio que se depositan por la biomineralización de las capas. Cabe mencionar que el proceso de depósito de calcio en la capa en palizada se inicia por la capa mamilar y termina por la cutícula (6). Por ello se podría hacer una analogía entre la pared celular de las plantas y las capas que recubren a las membranas de la cáscara de huevo pues ambas estructuras cumplen la función de protección ante agente externos como microorganismos y previenen la pérdida excesiva de agua.

V.

VI.

CONCLUSIÓN ●

Del experimento 1 podemos concluir que la membrana de diálisis presenta permeabilidad selectiva con respecto a los solutos que se pueden encontrar dentro o fuera de ella. Esta membrana es permeable al yodo y a la fructosa, mientras que es impermeable al almidón. De igual manera, la membrana celular presenta esta característica de permeabilidad selectiva.

●

Se observó a los eritrocitos que en diferentes presiones osmóticas cambian su morfología; así mismo, si estas se encuentran en la misma osmolaridad ósea es una solución isotónica conservan su integridad celular, en un medio hipertónico estas presentan hemólisis y en medio hipertónico se denomina crenación por la deshidratación del eritrocito.

●

En el experimento se observó cómo el agua se desplaza a través de una membrana, desde la zona de baja concentración de solutos hacia la con mayor concentración. Este proceso afecta el volumen de la solución, el tamaño y peso del huevo porque dependiendo del tipo de solución (hipertónico, isotónico e hipotónica), los valores de estos factores aumentan, disminuyen o se mantienen. Esto se debe a que el agua es empujada por la presión osmótica, fuerza impulsora producida por la diferencia de concentración de solutos de un lado y otro de la membrana, hacia un determinado lugar que puede ser el interior o exterior del huevo. También se pudo reconocer fenómenos como la plasmólisis que se dio en la solución hipertónica donde disminuyó el peso del huevo por la pérdida del agua; y la turgencia cuando el huevo contenido en el medio hipotónico se volvió más pesado por el ingreso del agua.

CUESTIONARIO 1. ¿Qué sustancias atravesaron la membrana de diálisis de afuera hacia adentro, así como de dentro hacia fuera? ¿Por qué dichas sustancias atravesaron la membrana? El yodo que se encuentra en el recipiente ingresa y reacciona con la amilosa que contiene el almidón, también la fructosa sale de la membrana de diálisis, y esto se distingue mediante el uso de una tira reactiva, si se obtiene un resultado positivo se evidencia una mayor concentración de fructosa en el exterior de la membrana artificial. Este intercambio de yodo y fructosa es posible ya que el tubo de diálisis tiene unos pequeños poros que le permite ser permeable para algunas sustancias, en este caso para el ion yodo y la fructosa (monosacárido) que son moléculas pequeñas. 2. ¿Qué tipo de transporte se efectúo a través de la membrana de diálisis durante el experimento? El proceso que se efectuó a través de la membrana de diálisis durante el experimento fue el transporte pasivo por difusión simple pues se pudo observar cómo las moléculas de yodo y fructosa atravesaron la membrana semipermeable del tubo de diálisis. La fructosa, al ser un monosacárido, salió de la bolsa e ingresó a la solución mientras que el yodo contenido en la solución fue ingresando al tubo de diálisis. En ambos casos, las moléculas se desplazaron hacia afuera del área de mayor concentración y hacia dentro de la de menor concentración. 3. ¿Qué es una solución isotónica, hipotónica e hipertónica? Una solución isotónica es aquella en la que la misma concentración de un determinado soluto está disponible dentro de la célula y fuera de la célula; por ejemplo, una célula colocada en una solución de agua con NaCl al 0,9% está en equilibrio. Por otro lado, se dice que una solución es hipotónica cuando la concentración de determinado soluto en el medio externo de la célula es menor que en el medio interno de la misma. Por último, una solución hipertónica es aquella cuya concentración de soluto determinado es mayor en el medio externo a célula que en el medio interno (7). 4. Definir: a.

Osmosis: Es la difusión de agua o solventes, en una célula, sin gasto de energía, desde la región hipertónica hacia una hipotónica mediante una membrana semipermeable.

b.

Difusión: A nivel de la membrana celular, podríamos decir que la difusión es el paso de pequeñas moléculas o iones de mayor concentración a menor. En este caso, no hay gasto energético ya que el movimiento de dichas partículas va en la misma dirección de la gradiente (8).

c.

Diálisis: La diálisis es una forma de filtración molecular, proceso que separa moléculas de acuerdo a su tamaño, mediante el empleo de membranas semipermeables que contienen poros de dimensiones inferiores a las macromoleculares. Estos poros permiten que moléculas pequeñas, tales como las de los disolventes, sales y metabolitos pequeños, se difundan a través de la membrana pero bloquean el tránsito de moléculas mayores (9).

d.

Turgencia: Ocurre cuando una célula se dilata debido a la presión ejercida por los fluidos y por el contenido celular sobre las paredes de la célula. Las plantas lo usan para regular la transpiración a través de la apertura y cierre de las células estomáticas en estas mismas, en el caso de los eritrocitos presentan hemólisis.

e.

Plasmólisis: Es el fenómeno de encogimiento de las células, o en casos extremos destrucción del citoplasma debido a una deshidratación y acto seguido una muerte celular.

f.

Fagocitosis: Es un tipo de endocitosis por el cual algunas células rodean con su membrana plasmática partículas sólidas y las introduce al interior de la célula. Su función en el sistema inmune la hace capaz de remover cuerpos extraños y combatir infecciones del sistema inmune como primera línea de defensa natural.

g.

Pinocitosis: Este término se refiere al proceso de endocitosis, por el cual una célula ingiere fluidos del medio externo gracias a la invaginación de su membrana celular (10).

5. ¿Qué sucedería si colocara su muestra de sangre en glucosa al 5%? Si se coloca la muestra de sangre en glucosa al 5% , esta se encontraría en las mismas concentraciones de sales formando una solución glucosada isotónica, se mantendrían su morfología natural de los eritrocitos; siendo una fuente de calor, está indicada cuando es necesario administrar agua libre de sodio; es auxiliar en el mantenimiento o corrección del equilibrio hidroelectrolítico. Cuando se desea incrementar el aporte calórico y en los casos en que se requiere mantener una vena permeable (11).

VII.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

1.

National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases [Internet]. Estados Unidos: National Institute of Health [Citado el 27 de julio del 2020]. Disponible en : https://www.niddk.nih.gov/healthinformation/informacion-de-la-salud/enfermedades-rinones/insuficiencia-renal/dialisis-peritoneal.

2.

Medicine Plus [Internet]. Estados Unidos: National Library of Medicine [Citado el 27 de julio del 2020]. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/ency/patientinstructions/000707.htm

3.

Martín A., De Francisco A. Dializadores y Membranas de Hemodiálisis. España: Sociedad Española de Nefrología; 2018 [Citado el 27 de julio del 2020]. Disponible en: https://www.nefrologiaaldia.org/esarticulo-dializadores-membranas-hemodialisis-169

4.

Gil LF, Liévano PA, Rojas LR. Determinación de la tonicidad de la solución multipropósito All In One Light Dialnet. [internet] 2015 [cited 2020 Jul 25];12, 53. Available from: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5599258

5.

Cardona Serrate F. Ósmosis y presión osmótica. Implicaciones en química, biología, medicina y tecnología de alimentos. [Internet]. Riunet.upv.es. 2018 [cited 26 July 2020]. Available from: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/140064/Cardona%20%20%c3%93SMOSIS%20Y%20PRESI%c3%93N%20OSM%c3%93TICA.%20IMPLICACIONES%20EN%20Q U%c3%8dMICA%2c%20BIOLOG%c3%8dA%20Y%20TECNOLOG%c3%8dA%20DE%20ALIMENTOS..pdf?s equence=1&isAllowed=y

6.

Fernández, M. S., Arias , J.L., La cáscara del huevo: Un modelo de biomineralización. Monografías de Medicina Veterinaria [Internet]. Web.uchile.cl. 2000 [cited 26 July 2020]. Available from: https://web.uchile.cl/vignette/monografiasveterinaria/monografiasveterinaria.uchile.cl/CDA/mon_ve t_completa/0,1421,SCID%253D18364%2526ISID%253D452,00.html

7.

Merino F. Enfermería clínica I [Internet]. España: Universidad de Cantabria; 2020 [Citado 27 de julio del 2020]. Disponible en:

https://ocw.unican.es/pluginfile.php/837/course/section/901/Tema%25201.2.3%2520Sueroterapia% 2520intravenosa.pdf 8.

Chang R., Goldsby K. Química. 12a ed. México: McGraw-Hill; 2017.

9.

Amorós L. Diálisis y Ultrafiltración [Internet]. Ufq.unq.edu.ar. [cited 26 July 2020]. Available from: http://ufq.unq.edu.ar/Docencia-Virtual/BQblog/Dialisis%20y%20ultrafiltracion.pdf

10. Jiménez L., Merchant H. Biología celular y Molecular [Internet]. 1ª Ed. México: Pearson Educación de México, S.A.; 2003 [Citado el 27 de julio del 2020]. Disponible en: https://oncouasd.files.wordpress.com/2015/06/biologia-celular-y-molecular.pdf 11. Acces medicina. Glucosa: Soluciones electrolíticas. [internet] 2014 [consultado 26 de july 2020] disponible: https://accessmedicina.mhmedical.com/content.aspx?bookid=1552§ionid=90371017...