Tema 5 Transporte a través de membrana

Transporte a través de membrana

De denomina transporte de membrana al conjunto de mecanismos que regulan el paso desolutos, como iones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas, esto es, bicapas lipídicas que poseen proteínasembebidas en ellas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras.

Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos especializadas en el transporte de moléculas concretas. Puesto que la diversidad y fisiología de las distintas células de un organismo está relacionada en buena medida con su capacidad de captar unos u otros elementos externos, se postula que debe existir un acervo de proteínas transportadoras específico para cada tipo celular y para cada momento fisiológico determinado;¹ dicha expresión diferencial se encuentra regulada mediante: la transcripcióndiferencial de los genes codificantes para esas proteínas y sutraducción, es decir, mediante los mecanismos genético-moleculares, pero también a nivel de la biología celular: dichas proteínas pueden requerir de activación mediada porrutas de señalización celular, activación a nivel bioquímico o, incluso, de localización en vesículas del citoplasma

l proceso de transporte es importante para la célula porque le permite expulsar de su interior los desechos delmetabolismo y adquirir nutrientes, gracias a la capacidad de la membrana celular de permitir el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos para las moléculas de pequeño tamaño son:

Transporte pasivo

Transporte simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante en la cual la célula no requiere de energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o del gradiente de carga eléctrica.

Se pueden encontrar dos tipos principales de difusión:

§  Mediante la bicapa.

§  Mediante los canales iónicos.

Difusión facilitada

Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos.

Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora. En el primer paso, la glucosa se une a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tan pronto como la glucosa llega al citoplasma, una kinasa (enzima que añade un grupo fosfato a un azúcar) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el gradiente de concentración exterior --> interior favorece la difusión de la glucosa.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:

§  Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana

§  Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana

§  De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo

Ósmosis

La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un punto en que hay menor concentración a uno de mayor para igualar concentraciones. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras palabras la ósmosis u osmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable.

Ósmosis en una célula animal

§  En un medio isotónico, hay un equilibrio dinámico, es decir, el paso constante de agua.

§  En un medio hipotónico, la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citólisis.

§  En un medio hipertónico, la célula arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se llama crenacióneditarÓsmosis en una célula vegetal

§  En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico.

§  En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia.

Turgencia: Fenómeno que se da en las celulas vegetales, en la cuál aumenta el agua en la vacuola, aumenta el volumen de la célula y la pared va a dar contención impidiendo que la célula se rompa.

§  En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plasmólisis

Plasmólisis: Se libera agua, disminuye el agua en la vacuola y disminuye el volumen celular. Se separa la Membrana Plasmática de la pared celular.

Transporte activo

Es un mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de su membrana desde regiones de menor concentración a otras de mayor concentración. Es un proceso que requiere energía, llamado también producto activo debido al movimiento absorbente de partículas que es un proceso de energía para requerir que mueva el material a través de una membrana de la célula y sube el gradiente de la concentración. La célula utiliza transporte activo en tres situaciones:

§  cuando una partícula va de punto bajo a la alta concentración.

§  cuando las partículas necesitan la ayuda que entra en la membrana porque son selectivamente impermeables.

§  cuando las partículas muy grandes incorporan y salen de la célula.

bibliografia

1.   ↑ Yu, SP; Choi, DW (1997). «Na⁺–Ca²⁺ exchange currents in cortical neurons: concomitant forward and reverse operation and effect of glutamate». European Journal of Neuroscience 9 (6):  pp. 1273–81. doi:10.1111/j.1460-9568.1997.tb01482.x. PMID 9215711.

2.   ↑ Mathews, C. K.; Van Holde, K.E et Ahern, K.G (2003).Bioquímica (3 edición). ISBN 84-7892-053-2