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¿Cuál es el límite inferior de temperatura para la función de los canales iónicos?

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¿Cuál es la temperatura del bloque frío de los canales iónicos? (no de nervios ni axones)


El límite de temperatura inferior de los canales iónicos probablemente dependa de varios factores, incluido el tipo de canal y las condiciones de grabación (tipo de tejido, medio, etc.). Los informes sobre la supresión de picos de voltaje (es decir, la inhibición del disparo del potencial de acción) varían de 1 a -20oC en axones de calamar, dependiente de la especie (Leuchtag, 2008). No pude encontrar información sobre canales específicos.

Referencia
- Leuchtag, Canales de iones sensibles al voltaje: biofísica de la excitabilidad molecular (2008)


¿Cuál es el límite inferior de temperatura para la función de los canales iónicos? - biología

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  1. Tome una bandeja para lombrices, agregue agua y déjela congelar durante la noche.
  2. Una vez que esté listo, prepare su gusano para un experimento como lo hizo anteriormente, anestesiándolo en una solución de etanol al 10% o en agua carbonatada.
  3. Coloque el gusano en las tres islas de madera, con el rojo (canal 1) en la isla izquierda y el blanco (canal 2) y el electrodo de tierra en la isla derecha, como se indica a continuación:


Conclusiones

Los desarrollos recientes en la comprensión de la sensación térmica por los TRP y la regulación transcripcional del metabolismo sugieren que existe un sistema regulador universal que integra la temperatura corporal y el metabolismo entre los vertebrados. La termogénesis adaptativa endotérmica puede resultar de las mismas vías reguladoras que la aclimatación metabólica ectotérmica, y ambas podrían considerarse como respuestas metabólicas adaptativas a la variación de temperatura (Fig. 4). La similitud funcional es que en ambos grupos el metabolismo se ajusta para compensar los efectos termodinámicos potencialmente negativos resultantes de la variación de la temperatura ambiental. En los mamíferos, el resultado es que la temperatura corporal permanece estable debido al aumento de la producción de calor como resultado de mayores tasas metabólicas de los tejidos y el desacoplamiento del transporte de electrones mitocondriales de la fosforilación oxidativa. En los ectotermos, el resultado es que los efectos termodinámicos sobre las velocidades de reacción celular se contrarrestan mediante ajustes de cantidad de mitocondrias y proteínas.

La mayor parte del conocimiento sobre termorregulación y metabolismo proviene de unas pocas especies modelo de mamíferos. No obstante, las vías del metabolismo energético y el sistema nervioso están muy conservadas entre los vertebrados (Ghysen, 2003 Smith y Morowitz, 2004). Por lo tanto, es poco probable que diferentes grupos de vertebrados hayan desarrollado sistemas reguladores fundamentalmente diferentes. La implicación es que la aclimatación metabólica y la termogénesis son el resultado del mismo proceso evolutivo, excepto que los endotermos también han desarrollado altas tasas metabólicas en reposo, mayores capacidades metabólicas y desacoplamiento regulado del transporte de electrones mitocondrial de la fosforilación oxidativa (Lowell y Spiegelman, 2000). Por dramáticas que puedan parecer estas diferencias, son diferencias evolutivas cuantitativas y no cualitativas. Por tanto, la endotermia no requiere la evolución de de novo estructuras o vías, y todos los componentes necesarios para la endotermia también están presentes en los ectotermos. El desafío ahora radica en determinar cómo los vertebrados difieren en su capacidad para responder a la variabilidad térmica.


Peligros del exceso de serotonina

Siempre pregúntele a su médico antes de tomar cualquier medicamento o suplemento para aumentar los niveles bajos de serotonina. Ciertos medicamentos y suplementos pueden elevar demasiado los niveles de serotonina, lo que puede provocar el síndrome de serotonina.

Los síntomas del síndrome de la serotonina varían de desagradables a potencialmente mortales y pueden incluir cambios repentinos en la presión arterial, convulsiones y pérdida del conocimiento.

Los casos graves de síndrome serotoninérgico pueden ser fatales si no se tratan. Si usted o un ser querido muestra síntomas del síndrome serotoninérgico, llama al 911 o vaya a la sala de emergencias más cercana.


Canales de iones y difusión de iones

Figura 2. Un canal de iones. En la imagen se muestra una sección transversal de un canal de iones de potasio típico que se extiende por la bicapa lipídica. La mayoría de los canales iónicos están compuestos por múltiples subunidades. En este ejemplo, el canal de potasio está compuesto por cuatro subunidades idénticas (solo se muestran dos). Los iones de potasio (que se muestran como puntos verdes) pueden fluir a través de este canal en cualquier dirección. Los canales de iones son muy selectivos para los iones que los atraviesan. Los aminoácidos en la región del canal, denominada filtro selectivo, interactúan con los iones y, en el caso de un canal de iones de potasio, solo permiten que los iones de potasio atraviesen la membrana.

Como se describió anteriormente, las bicapas lipídicas no son permeables a los iones cargados, sin embargo, el movimiento de iones dentro y fuera de una célula es crítico para su actividad normal. Los iones no atraviesan la membrana plasmática por simple difusión, sino que su transporte está mediado por canales revestidos de proteínas denominados canales iónicos. El transporte de iones a través de estos canales es un ejemplo de transporte pasivo porque no se requiere energía y el movimiento de los iones es impulsado por su gradiente de concentración. El transporte pasivo también se llama difusión facilitada, porque las proteínas hacen posible el movimiento del soluto a través de una membrana y el movimiento de los solutos es por el gradiente electroquímico.

Un canal de iones proporciona un paso a través del cual los iones pueden atravesar la membrana. Sin embargo, un canal de iones no es simplemente un agujero en la membrana. Un canal de iones es extremadamente selectivo para el ión al que se permite el paso (es decir, canales distintos para cada ión). Un canal está compuesto por múltiples subunidades de proteínas integrales de membrana que forman un poro a través de la bicapa lipídica (ver Figura 2). En su forma más simple, el canal de iones siempre está abierto y el flujo de iones es bidireccional. La especificidad para un ión en particular proviene de las interacciones entre el ión y los aminoácidos específicos que forman un anillo dentro del poro, que actúa como un filtro selectivo (por ejemplo, el canal de potasio solo acomodará iones de potasio). Los iones pasan a través del poro en una sola fila y muy rápidamente (varios miles de iones por milisegundo). Muchos canales iónicos están cerrados, regulados para estar en conformación abierta o cerrada. Los canales iónicos controlados se describirán con mayor detalle en el tutorial titulado Potencial de membrana, transporte de iones e impulso nervioso, que se centra en el transporte de iones y la función de las células nerviosas.

El movimiento a través de un canal de iones es bidireccional y está determinado, en parte, por el gradiente de concentración. Los iones viajarán desde el lado de la membrana con la concentración más alta hacia el lado con la concentración más baja. Sin embargo, dado que los iones están cargados, también se debe considerar la diferencia de carga general a través de la membrana. Se favorece termodinámicamente que un ion se mueva a través de la membrana hacia una solución de carga opuesta. Por lo tanto, al determinar el deltaG de movimiento de iones a través de una membrana, se deben considerar el gradiente de concentración de iones y el diferencial de carga a través de la membrana. La diferencia de carga a través de una membrana se conoce como potencial eléctrico de la membranay se mide en voltios. El gradiente de concentración combinado con las diferencias de potencial eléctrico a través de una membrana se conoce como gradiente electroquímico. los deltaG del movimiento de ese ion a través de una membrana puede estar relacionado con el gradiente electroquímico de ese ion. En la siguiente ecuación, el deltaG para el calcio que ingresa a la celda está relacionado con el gradiente electroquímico de calcio:

R es la constante del gas (1.987 cal / mol-K), T es la temperatura en grados K, [Ca 2+]en/ [Ca 2+]fuera es la relación entre la concentración de iones de calcio dentro de la celda y la concentración de iones de calcio fuera de la celda, z es la carga del ión (+2 para el calcio), F es la constante de Farady (23,062 cal / mol-V) y Vm es el potencial eléctrico de la membrana plasmática, que es una propiedad única de cada membrana. El potencial eléctrico de la membrana plasmática, también llamado potencial de membrana, para una célula animal típica está entre -60 y -90 milivoltios (mV). Esto indica una acumulación de carga negativa dentro de la celda, en comparación con fuera de la celda.

Similar a la difusión simple, el transporte de canales iónicos es un proceso termodinámicamente espontáneo que proporciona energía libre disponible para la célula (es decir, un negativo deltaGRAMO). La velocidad de transporte del canal de iones a las concentraciones de iones fisiológicos que se encuentran normalmente en la celda es proporcional al gradiente electroquímico. Para los solutos sin carga, el gradiente electroquímico es idéntico al gradiente químico ya que la carga (z) es cero.


¿Qué son los propioceptores?

Los propioceptores son un tipo de neuronas mecano-sensoriales. Por lo general, están presentes en músculos, tendones y articulaciones. Existen diferentes tipos de propioceptores que se activan en diferentes instancias. Puede ser la velocidad y el movimiento de las extremidades, la carga de las extremidades y los límites de las extremidades. Esto se llama propiocepción o sexto sentido.

La propiocepción está mediada principalmente por el sistema nervioso central y los estímulos como la visión y el sistema vestibular. Los propioceptores se distribuyen por todo el cuerpo. Los tres tipos básicos de propioceptores son los husos musculares, los órganos tendinosos de Golgi y los tendones de Golgi.

Figura 02: Propiocepción

La activación de los propioceptores tiene lugar en la periferia. Son terminaciones nerviosas específicas que facilitan actuar sobre los propioceptores. Son receptores específicos de presión, luz, temperatura, sonido y otros sentidos. Estos receptores también están mediados por canales activados por iones. Los propioceptores también se desarrollan durante el desarrollo embrionario.


Receptores vainilloides

El CBD interactúa directamente con varios canales iónicos para conferir un efecto terapéutico. El CBD, por ejemplo, se une a los receptores TRPV1, que también funcionan como canales iónicos. Se sabe que TRPV1 media la percepción del dolor, la inflamación y la temperatura corporal.

TRPV es la abreviatura técnica de "subfamilia V del canal catiónico potencial del receptor transitorio". TRPV1 es una de varias docenas de variantes o subfamilias del receptor TRP (pronunciado "viaje") que median los efectos de una amplia gama de hierbas medicinales.

Los científicos también se refieren a TRPV1 como un "receptor vainilloide", llamado así por la sabrosa vaina de vainilla. La vainilla contiene eugenol, un aceite esencial que tiene propiedades antisépticas y analgésicas que también ayuda a destapar los vasos sanguíneos. Históricamente, la vaina de vainilla se ha utilizado como una cura popular para los dolores de cabeza.

El CBD se une a TRPV1, lo que puede influir en la percepción del dolor.

La capsaicina, el compuesto picante de los chiles picantes, activa el receptor TRPV1. La anandamida, el cannabinoide endógeno, también es un agonista de TRPV1.


Efecto de la presión sobre la solubilidad de los gases: ley de Henry & rsquos

La presión externa tiene muy poco efecto sobre la solubilidad de líquidos y sólidos. Por el contrario, la solubilidad de los gases aumenta a medida que aumenta la presión parcial del gas sobre una solución. Este punto se ilustra en la Figura ( PageIndex <4> ), que muestra el efecto del aumento de presión sobre el equilibrio dinámico que se establece entre las moléculas de gas disueltas en solución y las moléculas en la fase gaseosa por encima de la solución. Debido a que la concentración de moléculas en la fase gaseosa aumenta al aumentar la presión, la concentración de moléculas de gas disueltas en la solución en equilibrio también es mayor a presiones más altas.

Figura ( PageIndex <4> ): Un modelo que describe por qué la solubilidad de un gas aumenta a medida que aumenta la presión parcial a temperatura constante. (a) Cuando un gas entra en contacto con un líquido puro, algunas de las moléculas de gas (esferas púrpuras) chocan con la superficie del líquido y se disuelven. Cuando la concentración de moléculas de gas disueltas ha aumentado de modo que la velocidad a la que las moléculas de gas escapan a la fase gaseosa es la misma que la velocidad a la que se disuelven, se ha establecido un equilibrio dinámico, como se muestra aquí. Este equilibrio es completamente análogo al que mantiene la presión de vapor de un líquido. (b) Al aumentar la presión del gas, aumenta el número de moléculas de gas por unidad de volumen, lo que aumenta la velocidad a la que las moléculas de gas chocan con la superficie del líquido y se disuelven. (c) A medida que las moléculas de gas adicionales se disuelven a la presión más alta, la concentración de gas disuelto aumenta hasta que se establece un nuevo equilibrio dinámico. (CC BY-SA-NC anónimo)

La relación entre la presión y la solubilidad de un gas se describe cuantitativamente por la ley de Henry & rsquos, que lleva el nombre de su descubridor, el médico y químico inglés William Henry (1775 & ndash1836):

  • (C ) es la concentración de gas disuelto en equilibrio,
  • (P ) es la presión parcial del gas, y
  • (k ) es la constante de la ley de Henry & rsquos, que debe determinarse experimentalmente para cada combinación de gas, disolvente y temperatura.

Aunque la concentración de gas puede expresarse en cualquier unidad conveniente, usaremos exclusivamente la molaridad. Las unidades de la constante de la ley de Henry & rsquos son, por tanto, mol / (L & middotatm) = M / atm. Los valores de las constantes de la ley de Henry & rsquos para soluciones de varios gases en agua a 20 & degC se enumeran en la Tabla ( PageIndex <1> ).

Como demuestran los datos de la Tabla ( PageIndex <1> ), la concentración de un gas disuelto en agua a una presión determinada depende en gran medida de sus propiedades físicas. Para una serie de sustancias relacionadas, las fuerzas de dispersión de London aumentan a medida que aumenta la masa molecular. Así, entre los elementos del Grupo 18, las constantes de la ley de Henry & rsquos aumentan suavemente desde ( ce) a ( ce) a ( ce).

Tabla ( PageIndex <1> ): Constantes de la ley de Henry & rsquos para gases seleccionados en agua a 20 & degC
Gas Constante de la ley de Henry y rsquos [mol / (L y middotatm)] y multiplicado por 10 y menos4
( ce) 3.9
( ce) 4.7
( ce) 15
( ce) 8.1
( ce) 7.1
( ce) 14
( ce) 392

El oxígeno es especialmente soluble

El nitrógeno y el oxígeno son los dos gases más prominentes en la atmósfera terrestre y rsquos y comparten muchas propiedades físicas similares. Sin embargo, como muestra la Tabla ( PageIndex <1> ), ( ce) es dos veces más soluble en agua que ( ce). Muchos factores contribuyen a la solubilidad, incluida la naturaleza de las fuerzas intermoleculares en juego. Para obtener información detallada, consulte & quotLa O2/NORTE2 Ratio Gas Solubility Mystery '' por Rubin Battino y Paul G. Seybold (J. Chem. Eng. Data 2011, 56, 5036 & ndash5044),

Los gases que reaccionan químicamente con el agua, como ( ce) y los otros haluros de hidrógeno, ( ce) y ( ce), hacer no obedecen la ley de Henry & rsquos todos estos gases son mucho más solubles de lo que predice la ley de Henry & rsquos. Por ejemplo, ( ce) reacciona con el agua para dar ( ce(aq)> ) y ( ce(aq)> ), no disuelto ( ce) moléculas, y su disociación en iones da como resultado una solubilidad mucho mayor que la esperada para una molécula neutra. Gases que reaccionar con agua no obedece la ley de Henry & rsquos. La ley de Henry & rsquos tiene aplicaciones importantes. Por ejemplo, burbujas de ( ce) se forman tan pronto como se abre una bebida carbonatada porque la bebida se embotelló bajo ( ce) a una presión superior a 1 atm. Cuando se abre la botella, la presión de ( ce) encima, la solución cae rápidamente y parte del gas disuelto escapa de la solución en forma de burbujas. La ley de Henry & rsquos también explica por qué los buceadores deben tener cuidado de ascender lentamente a la superficie después de una inmersión si están respirando aire comprimido. A las presiones más altas bajo el agua, más N2 del aire se disuelve en los fluidos internos de los buzos. Si el buceador asciende demasiado rápido, el cambio rápido de presión provoca pequeñas burbujas de ( ce) para formarse en todo el cuerpo, una condición conocida como & ldquothe dobla. & rdquo Estas burbujas pueden bloquear el flujo de sangre a través de los vasos sanguíneos pequeños, causando un gran dolor e incluso resultando fatal en algunos casos. Debido a la baja constante de la ley de Henry & rsquos para ( ce) en el agua, los niveles de oxígeno disuelto en el agua son demasiado bajos para satisfacer las necesidades energéticas de los organismos multicelulares, incluidos los humanos. Para aumentar el ( ce) concentración en fluidos internos, los organismos sintetizan moléculas portadoras altamente solubles que se unen a ( ce) reversiblemente. Por ejemplo, los glóbulos rojos humanos contienen una proteína llamada hemoglobina que se une específicamente a ( ce) y facilita su transporte desde los pulmones a los tejidos, donde se utiliza para oxidar las moléculas de los alimentos para proporcionar energía. La concentración de hemoglobina en sangre normal es de aproximadamente 2,2 mM, y cada molécula de hemoglobina puede unirse a cuatro ( ce) moléculas. Aunque la concentración de ( ce) en suero sanguíneo a 37 ° C (temperatura corporal normal) es solo 0.010 mM, el total disuelto ( ce) la concentración es de 8,8 mM, casi mil veces mayor de lo que sería posible sin hemoglobina. Se han desarrollado transportadores de oxígeno sintéticos basados ​​en alcanos fluorados para su uso como reemplazo de emergencia de la sangre total. A diferencia de la sangre donada, estos "sustitutos de la sangre" no requieren refrigeración y tienen una vida útil prolongada. Sus muy altas constantes de la ley de Henry & rsquos para ( ce) dan lugar a concentraciones de oxígeno disuelto comparables a las de la sangre normal. La constante de la ley de Henry & rsquos para ( ce) en agua a 25 ° C es (1.27 times 10 ^ M / atm ), y la fracción molar de ( ce) en la atmósfera es 0,21. Calcule la solubilidad de ( ce) en agua a 25 ° C a una presión atmosférica de 1,00 atm. Dado: Constante de la ley de Henry & rsquos, fracción molar de ( ce) y presión Preguntado por: solubilidad Utilice la ley de Dalton y rsquos de presiones parciales para calcular la presión parcial de oxígeno. (Para obtener más información sobre la ley de presiones parciales de Dalton & rsquos) Utilice la ley de Henry & rsquos para calcular la solubilidad, expresada como la concentración de gas disuelto. A De acuerdo con la ley de Dalton & rsquos, la presión parcial de ( ce) es proporcional a la fracción molar de ( ce): B De acuerdo con la ley de Henry & rsquos, la concentración de oxígeno disuelto en estas condiciones es Para entender por qué los refrescos & ldquofizz & rdquo y luego ir & ldquoflat & rdquo después de abrirse, calcule la concentración de ( ce) en un refresco: embotellado a una presión de 5,0 atm de ( ce) en equilibrio con la presión parcial normal de ( ce) en la atmósfera (aproximadamente (3 times 10 ^ atm )). La constante de la ley de Henry & rsquos para ( ce) en agua a 25 ° C es (3,4 veces 10 ^ M / atm ). Recursos interactivos para escuelas

Inicio / Homeostasis: azúcar en sangre y temperatura

Temperatura del núcleo

La temperatura en el centro del cuerpo, no en la superficie de la piel.

Glucemia

El azúcar (glucosa) disuelto en la sangre, el rango normal es de 4.0 a 7.8 mmol / l.

Homeostasis

El mantenimiento de un entorno interno constante en el cuerpo.

Glucagón

Hormona producida por el páncreas. Hace que el hígado vuelva a convertir el glucógeno en glucosa y la libere al torrente sanguíneo.

Glosario

Una lista de palabras a menudo difíciles o especializadas con sus definiciones.

Insulina

Hormona producida por el páncreas. Permite que las células del cuerpo absorban y almacenen glucosa.

Enzima

Moléculas de proteínas reutilizables que actúan como catalizadores biológicos, cambiando la velocidad de las reacciones químicas en el cuerpo sin verse afectadas por sí mismas.

Pubertad

El tiempo de desarrollo gradual de las características sexuales secundarias y madurez sexual.

Glucosa

Un tipo de azúcar: un monosacárido con 6 átomos de carbono (un azúcar hexosa).

Unidad básica a partir de la cual se construyen todos los organismos vivos, que consta de una membrana celular que rodea el citoplasma y un núcleo.

Homeostasis: equilibrio del azúcar y control de la temperatura

La homeostasis describe las funciones de su cuerpo que trabajan para mantener su entorno interno constante dentro de un rango muy estrecho. Dos aspectos importantes de la homeostasis son equilibrar los niveles de azúcar en sangre y mantener la temperatura corporal.

Su cuerpo está formado por millones de células que necesitan que las condiciones dentro de su cuerpo sean lo más constantes posible para que puedan funcionar correctamente. Sin embargo, todo lo que haces tiende a cambiar tus condiciones internas.

Incorporas millones de moléculas nuevas a tu cuerpo cuando comes y digieres alimentos. Sus niveles de azúcar en sangre se disparan después de una comida, pero sus células consumen la glucosa rápidamente cuando hace mucho ejercicio. Libera energía térmica cada vez que se mueve, la cantidad de agua que ingiere y pierde de su cuerpo varía todo el tiempo y sus células producen constantemente desechos venenosos (consulte Homeostasis: los riñones y el equilibrio hídrico).

Los niveles de azúcar en sangre de su cuerpo están coordinados por hormonas, sustancias químicas que regulan y equilibran el funcionamiento de órganos y células. Las hormonas se producen en las glándulas endocrinas y se transportan por el cuerpo hasta los órganos diana en el torrente sanguíneo.

Algunas hormonas tienen efectos a largo plazo, por ejemplo, las hormonas que controlan el crecimiento y los cambios que ocurren en la pubertad. Otras hormonas tienen efectos a más corto plazo. Las hormonas insulina y glucagón que controlan sus niveles de azúcar en sangre son así.

Es importante que la temperatura central de su cuerpo se mantenga dentro de un rango muy pequeño para que las enzimas en las células de su cuerpo funcionen correctamente. Tu piel es uno de los órganos más importantes en el control de la temperatura corporal.


Ver el vídeo: TEMPERATURA de FUSIÓN y EBULLICION Compuestos ionicos covalentes y metalicos Oakademia (Mayo 2022).