La Membrana Celular y el Transporte

La Membrana Celular

• La membrana celular es una bicapa lipídica semipermeable.
• Moléculas pequeñas como agua, dióxido de carbono y oxígeno se difunden libremente a través de ella.
• La parte interior hidrofóbica de la bicapa crea una barrera que requiere proteínas de membrana para el paso de moléculas grandes e iones con carga.
• La permeabilidad selectiva es esencial para obtener nutrientes, eliminar desechos y mantener la homeostasis.

Potencial de Membrana

• La concentración iónica dentro de una célula es diferente a la de fuera de ella.
• El Na+ es el catión con carga positiva más abundante fuera de la célula.
• El K+ es el catión con carga positiva más abundante dentro de la célula.
• La diferencia en la concentración de iones inorgánicos a través de la membrana crea un potencial de membrana, que es una diferencia de voltaje.

Proteínas Transportadoras de Membrana

• La actividad de las proteínas de transporte permite que las células establezcan y mantengan su potencial de membrana.
• Estas proteínas están presentes en todas las membranas celulares y proporcionan un portal exclusivo para una molécula hidrosoluble específica.
• Hay dos clases principales de proteínas de transporte de membrana: transportadoras y canales.
• Las transportadoras tienen sitios de unión específicos.
• Los canales discriminan por tamaño.

Transporte de Moléculas a través de la Membrana

• El transporte a través de la membrana celular se lleva a cabo por dos tipos principales: pasivo y activo.
• El transporte pasivo no requiere energía y el soluto se mueve a favor del gradiente de concentración.
• El transporte activo requiere energía y el soluto se mueve en contra del gradiente de concentración.
• La diferencia entre ambos tipos de transporte radica en el uso de energía y el gradiente de concentración.

Transporte Pasivo

• El transporte pasivo incluye la difusión simple y la difusión facilitada.

Difusión Simple

• Las moléculas o iones pasan directamente a través de la membrana en la difusión simple.
• Requiere un gradiente de concentración.
• Este movimiento se produce sin que las sustancias se fijen a proteínas de la bicapa lipídica.
• Ejemplos de moléculas que utilizan este método son el etanol, la urea, el oxígeno, el dióxido de carbono y el agua.
• El caso específico de la difusión de agua a través de la membrana se denomina ósmosis.
• La ósmosis es un proceso que ocurre constantemente a través de la membrana plasmática, a veces con la ayuda de proteínas especializadas llamadas acuaporinas.
• Una célula expuesta a un medio altamente hipertónico se encoge.
• Una célula expuesta a un medio altamente hipotónico se hincha, pudiendo explotar.

Difusión Facilitada

• Implica que las moléculas se difunden a través de la membrana plasmática con la ayuda de proteínas de la membrana (canales y transportadoras).
• Este mecanismo es utilizado principalmente por iones pequeños como K+, Na+y Cl-.
• La velocidad de la difusión facilitada está limitada por el número de canales disponibles, a diferencia de la velocidad de la difusión simple.

Transporte Activo

• En el transporte activo, la célula gasta energía para mover una sustancia en contra de su gradiente de concentración.
• Los mecanismos de transporte activo se dividen en dos categorías:
• Transporte activo primario: utiliza directamente una fuente de energía química, como el ATP.
• Transporte activo secundario (cotransporte): utiliza un gradiente electroquímico, generado por el transporte activo primario, como fuente de energía.
• La bomba Na+/K+ transporta K+ hacia el interior de la célula y Na+ hacia el exterior.
• El cotransportador Na+/glucosa permite que el Na+ se mueva según su gradiente, mientras que simultáneamente transporta una molécula de glucosa en contra de su gradiente hacia la célula.
• Este proceso utiliza la energía del gradiente de Na+ para transportar las moléculas de glucosa.

Otros Tipos de Transporte Activo

• Estos incluyen endocitosis y exocitosis.

Endocitosis

• Mecanismo de transporte en masa que implica encerrar y transportar partículas grandes o grandes cantidades de partículas más pequeñas a través de la membrana celular.
• Se da gracias a la invaginación de la membrana.
• Se subdivide en:
• Fagocitosis.
• Pinocitosis.
• Endocitosis mediada por receptores.

Fagocitosis

• Se introducen partículas grandes, como células o restos celulares, dentro de la célula.
• La célula se desprende de la membrana formando una vesícula llamada fagosoma o vacuola alimenticia tras rodear su objetivo.
• El fagosoma se fusiona con un lisosoma, que contiene enzimas que degradan la partícula atrapada.

Pinocitosis

• Es una forma de endocitosis en la cual una célula absorbe pequeñas cantidades de líquido extracelular.
• El material pinocitado se almacena en vesículas pequeñas.

Endocitosis Mediada por Receptores

• Las proteínas receptoras en la superficie de la célula se utilizan para capturar una determinada molécula objetivo.
• Los receptores se unen a su molécula objetivo y se absorben hacia la célula en una vesícula con ayuda de las proteínas de revestimiento.
• Este proceso lleva sustancias útiles a la célula, pero también puede ser usado por el virus de la gripe, la difteria y la toxina del cólera.

Exocitosis

• Las macromoléculas del interior celular salen al medio extracelular (proteínas señalizadoras y productos de desecho).
• Está mediado por vesículas.