Transporte de Drogas a Travs de las Membranas

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Transporte de Drogas a Través de las Membranas
Facultad de Farmacia y Bioanálisis Escuela de
Bioanálisis
Prof. José Rafael Luna
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La Membrana Plasmática

• La membrana plasmática según el modelo de Singer
  y Nicolson, 1972, es un mosaico lípido-proteíco
  globular, en el que las moléculas de proteínas
  globulares penetran por ambos lados o atraviesan
  totalmente una doble capa de fosfolípidos
  líquidos. Las moléculas individuales de lípidos
  de la doble capa, pueden moverse lateralmente
  dando fluidez y flexibilidad a la membrana además
  de gran resistencia eléctrica y relativa
  impermeabilidad a moléculas muy polarizadas, pero
  también se aprecia que complejos de proteínas y
  lípidos intrínsecos de las membranas pueden
  formar canales hidrófilos que permiten el
  transporte de moléculas de características
  diferentes. Figura 1.

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• Figura 1. Membrana Plasmática
• Modelo de Singer y Nicholson (1972)

Tomado dehttp//www.arrakis.es/lluengo/membrana.
html
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(No Transcript)
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http//www.iqb.es/cbasicas/farma/farma01/sec01/c1_
001.htmlipidos
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• GRADIENTE ELECTROQUIMICO
• El gradiente electroquímico es debido a que el
  número de iones (partículas cargadas) del líquido
  extracelular es muy diferente del citosol
• PERMEABILIDAD SELECTIVA
• Depende de varios factores relacionados con las
  propiedades físico-químicas de la sustancia
• Solubilidad en los lípidos
• Tamaño
• Carga Algunas sustancias cargadas pueden pasar
  por los canales proteícos o con la ayuda de una
  proteína transportadora.
• También depende la permeabilidad de una membrana
  de la naturaleza de las proteínas de membrana
  existentes
• Canales algunas proteínas forman canales llenos
  de agua por donde pueden pasar sustancias polares
  o cargadas eléctricamente que no atraviesan la
  capa de fosfolípidos.
• Transportadoras otras proteínas se unen a la
  sustancia de un lado de la membrana y la llevan
  del otro lado donde la liberan.

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Los mecanismos que rigen el transporte de drogas
a través de las membranas se pueden clasificar en
dos tipos.

• Transporte pasivo
• 1.1. Difusión simple o pasiva
• 1.3. Difusión convectiva (Filtración)

2. Transporte Especializado 2.1. Los que
utilizan transportador 2.1.1.Transporte
activo 2.1.2.Difusión facilitada 2.2. Los que
no utilizan transportador 2.2.1.
Exocitosis 2.2.2. fagocitosis
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Características de la Difusión pasiva. Figura 2

• 1. Las drogas atraviesan la barrera por difusión
  a través de la capa lípidica a favor de un
  gradiente de concentración.
• 2. Según el criterio termodinámico cuando el
  soluto se mueve a favor de su potencial
  electroquímico es exergónico.
• 3. Tiene lugar sin gasto de energía por parte de
  la célula.
• 4. Moviliza moléculas liposolubles
• 5. Es importante en los procesos de absorción,
  distribución, excreción de las drogas.

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• Desde un punto de vista matemático, el proceso de
  difusión pasiva de los fármacos, al igual que
  cualquier proceso de difusión, está regido por la
  Ley de Fick.

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Ley de Fick

• La velocidad del transporte pasivo va a depender
  de la diferencia o gradiente de presiones de
  acuerdo a la Ley de Fick
• La velocidad de difusión V de un gas es
  proporcional a la diferencia o gradiente de
  presiones siendo la difusión de un gas la
  tendencia de expansión del mismo hasta ocupar
  todo el volumen disponible. Esta ley también se
  aplica a las soluciones y en este caso la
  velocidad del pasaje de una sustancia a través de
  una membrana permeble T es proporcional a la
  diferencia o gradiente de concentraciones C1, C2
  a ambos lados de la membrana, al área permeable
  de la misma A y a una constante denominada de
  permeabilidad Pk.
• VK(P1-P2) TPkA(C1-C2)
• La constante de permeabilidad de la membrana está
  determinado principalmente por el coeficiente de
  partición de la droga

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Figura 2. Difusión pasiva
Mayor concentración
Menor concentración
soluto
Tomado de http//webpages.ull.es/users/fcorzo/tra
nsporte/Teoriabasica.htm
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(No Transcript)
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http//www.bioon.com/book/biology/whole/image/3/3-
8.tif.jpg
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Difusión simple a través de canales . Se realiza
mediante las denominadas proteínas de canal. Así
entran iones como el Na, K, Ca2, Cl-. Las
proteínas de canal son proteínas con un orificio
o canal interno, cuya apertura está regulada, por
ejemplo por ligando, como ocurre con
neurotransmisores u hormonas, que se unen a una
determinada región, el receptor de la proteína de
canal, que sufre una transformación estructural
que induce la apertura del canal.
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http//www.arrakis.es/lluengo/transporte.html
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Características de la Filtración

• Es un proceso que se encarga de movilizar
  molécula pequeñas e hidrosolubles
• Las moléculas se mueven a favor de un gradiente
  de presión hidrostática
• Los poros de la membrana miden alrededor de 0,4
  nm y solamente pasan moléculas de peso molécular
  menor de 100 A
• Es importante en la eliminación de las drogas por
  vía renal, sinusoides hepáticos, líquido
  cefalorraquídeo

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Figura 3. Filtración
Tomado de http//webpages.ull.es/users/fcorzo/tra
nsporte/Teoriabasica.htm
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Características del Transporte Activo

• Moviliza moléculas en contra de un gradiente de
  concentración.
• Según el criterio termodinámico cuando el soluto
  se mueve a favor de su potencial electroquímico
  es endergónico
• Es un proceso rápido
• Es un proceso que requiere energía
• Requiere de un transportador
• Es un proceso
• a. competitivo el transportador es capaz de
  unirse a varias moléculas cuya estructura química
  sea similar.
• b. saturable el número de transportador es
  límitado.
• c. selectivo el transportador está capacitado
  solamente para transportar cierta molécula o
  grupos de moléculas que tengan en común una
  determinada estructura química.
• d. unidireccional ocurre solo en sentido
  contrario al gradiente.

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Características de la Difusión Facilitada

• Las moléculas se mueven a favor de un gradiente
  de concentración
• Requiere de un transportador
• Es un proceso lento
• No significa un gasto extra de energía
• Al igual que el transporte activo es competitivo,
  saturable, selectivo y unidireccional

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Figura 4. Transporte especializado
Tomado de http//bio-cl.iespana.es/bio-cl/transpo
rte.htm
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Fagocitosis
En este proceso, la célula crea unas proyecciones
de la membrana y el citosol llamadas pseudopodos
que rodean la partícula sólida. Una vez rodeada,
los pseudopodos se fusionan formando una vesícula
alrededor de la partícula llamada vesícula
fagocítica o fagosoma. El material sólido dentro
de la vesícula es seguidamente digerido por
enzimas liberadas por los lisosomas. Los glóbulos
blancos constituyen el ejemplo más notable de
células que fagocitan bacterias y otras
sustancias extrañas como mecanismo de defensa.
Figura 5.
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Figura 5. fagocitosis
Tomado de http//fai.unne.edu.ar/biologia/celulam
it/fagocito.htm
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Pinocitosis

• En este proceso, la sustancia a transportar es
  una gotita o vesícula de líquido extracelular. En
  este caso, no se forman pseudópodos, sino que la
  membrana se repliega creando una vesícula
  pinocítica. Una vez que el contenido de la
  vesícula ha sido procesado, la membrana de la
  vesícula vuelve a la superficie de la célula.De
  esta forma hay un tráfico constante de membranas
  entre la superficie de la célula y su interior.

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Endocitosis mediada por receptor

• Este es un proceso similar a la pinocitosis, con
  la salvedad que la invaginación de la membrana
  sólo tiene lugar cuando una determinada molécula,
  llamada ligando, se une al receptor existente en
  la membrana. Una vez formada la vesícula
  endocítica está se une a otras vesículas para
  formar una estructura mayor llamada endosoma.
  Dentro del endosoma se produce la separación del
  ligando y del receptor Los receptores son
  separados y devueltos a la membrana, mientras que
  el ligando se fusiona con un lisosoma siendo
  digerido por las enzimas de este último. Figura 6.

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Figura 6. Endocitosis
Tomado de http//fai.unne.edu.ar/biologia/celulam
it/endocito.htm