Introduccion
La membrana celular actúa como barrera
semipermeable impidiendo la entrada de la mayor parte de las moléculas, dejando
pasar selectivamente a otras. La membrana posee mecanismos para transportar
físicamente moléculas, permitiendo que las células dejen pasar metabolitos
necesarios para la síntesis de macromoléculas y libere los productos derivados del
catabolismo y sustancias de secreción.
Contenido
TRANSPORTE PASIVO
Se hacen a favor de un gradiente; por
lo tanto, este transporte no gasta energía.
Difusión
simple: Por este mecanismo entran en la célula sustancias
solubles
como O2, CO2; etanol, urea, etc.,
deslizándose por los fosfolípidos. Las moléculas que pueden pasar no tienen
carga. Las denominadas proteínas de canal forman
canales acuosos a través de la
bicapa lipídica que permite el paso
de sustancias cargadas eléctricamente a favor de un gradiente de concentración.
Difusión
facilitada: Se transportan moléculas polares como glúcidos, nucleótidos,
aminoácidos, etc., siempre se produce a favor de un gradiente electroquímico y
es efectuada por unas proteínas que se denominan proteínas
transportadoras o carriers. Cuando se unen a la molécula que
tienen que transportar, sufren un
cambio de conformación que ayuda a las moléculas en su paso por el canal.
Difusión Facilitada a por medio
de canales iónicos
Las proteínas que se encuentran
en este grupo recorren todo el espesor de la membrana plasmática y en su
interior poseen un canal o poro de características hidrofílicas. Este poro
permite, de manera selectiva, el pasaje de iones a través de la membrana.
La importancia de estos canales
se ve aumentada mediante la capacidad de regulación en los procesos de apertura
y cierre de los mismos, existiendo canales que permanecen siempre abiertos,
mientras que otros se abren y cierran dependiendo de señales químicas,
mecánicas o eléctricas. Para brindar un ejemplo, el mecanismo de excitación neuronal
y la interconexión entre las distintas neuronas, se vería imposibilitada sin la
capacidad de regular el accionar de ciertos canales iónicos como el del Sodio o
el del
Potasio.
Difusión Facilitada por medio
de Permeasas
Lo constituyen las proteínas
denominadas permeasas o carriers. Son, al igual que los canales iónicos,
sumamente específicas. La molécula transportada debe de unirse a un sitio
específico de la permeasa, lo que provoca un cambio conformacional en la misma que
facilita el pasaje del soluto de un lado al otro de la membrana sin generar
gasto energético alguno.
TRANSPORTE ACTIVO
Se realiza en contra de un gradiente
de concentración, de presión osmótica o bien eléctrica; siempre se realiza con
un consumo de energía. Solo lo pueden hacer cierto de tipo
de proteínas. Un ejemplo clásico es la bomba de sodio-potasio que realizan las
neuronas
Existen dos tipos principales
de transporte activo: el primario (mediado por ATP asas) y el secundario
(mediado por cotransportadores).
Transporte activo primario
Las proteínas de membrana que
intervienen en este tipo de transporte utilizan directamente ATP como fuente de
energía. A estas proteínas se las suele llamar Bombas o ATPasas.
Si bien existe una gran diversidad de bombas, todas ellas transportan un
determinado tipo de Ion en contra de su gradiente de concentración, por lo cual
les es necesario el aporte energético, el cual es obtenido de la degradación de
las moléculas de ATP.
Las ATPasas
más importantes a nivel celular son: las bombas de protones, las bombas
de calcio y la bomba de Sodio y Potasio.
Bomba de Sodio Potasio ATPasa
Esta bomba es de vital
importancia en el metabolismo celular. Es un tetrámero constituido
por dos sub-unidades transmembranosas denominadas F y dos G.
La concentración de Sodio y
Potasio a ambos lados de la membrana plasmática es
desigual. El Sodio está 15 veces
más concentrado en el lado extracelular que dentro de la célula, mientras que
el Potasio presenta una situación inversa. Es por esto que el
Sodio es considerado el
principal catión extracelular y el Potasio.
1: tres iones de sodio (3 Na+) intracelulares se insertan en la proteína transportadora.
2: el ATP aporta un grupo fosfato (Pi) liberándose difosfato de adenosina (ADP). El grupo fosfato se une a la proteína, hecho que provoca cambios en el canal proteico.
3: esto produce la expulsión de los 3 Na+ fuera de la célula.
4: dos iones de potasio (2 K+) extracelulares se acoplan a la proteína de transporte.
5: el grupo fosfato se libera de la proteína induciendo a los 2 K+ a ingresar a la célula. A partir de ese momento, comienza una nueva etapa con la expulsión de otros tres iones de sodio.
Transporte
Activo secundario
En este
tipo de transporte se utiliza la energía contenida en el gradiente favorable de
la sustancia que es cotransportada. El elemento más importante que posibilita
el cotransporte es el Sodio. Así, en algunas ocasiones la molécula
cotransportada es introducida en contra de su gradiente de concentración junto
con el Sodio, proceso denominado Simporte.
En otras circunstancias, el ingreso de Sodio a la célula es utilizado para
extraer al otro elemento, lo cual se denomina Antiporte.
Conclusiones
- La membrana posee permeabilidad selectiva, permitiendo el paso de algunas sustancias e impidiendo el de otras según el tamaño y la solubilidad de estas.
- Las sustancias que no pueden atravesar libremente las membranas pasan a través de ellas mediante mecanismos que involucran proteínas de membranas específicas (poros, canales, transporte pasivo y activo).
En este enlace hay una explicación por medio de un video acerca de la difusión simple y facilitada ojala sea de ayuda, para una mejor comprensión del tema ;)
Bibliografia
Cooper, Geoffrey M. La Célula. España Marbán libros, 2007.
De Erice Elena, Biologia la ciencia de la vida, México, McGraw Hill
Interamericana, 2012.
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