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Alexia Díaz García Zuleima Santana Suárez ULL 1ºPsicología Tema 3.- Transporte de la membrana 1.-La semipermeabilidad de la membrana Tiene como consecuencia que la composición química del interior celular sea diferente a la extracelular. El interior celular es rico en moléculas con carga negat...

Alexia Díaz García Zuleima Santana Suárez ULL 1ºPsicología Tema 3.- Transporte de la membrana 1.-La semipermeabilidad de la membrana Tiene como consecuencia que la composición química del interior celular sea diferente a la extracelular. El interior celular es rico en moléculas con carga negativa para atravesar la membrana hacia fuera, por lo que el interior de la célula está cargado negativamente con respecto al interior. 2.-Osmosis. La osmosis es el paso de agua desde los medios poco concentrado a los medios más concentrados. De esta forma el medio más concentrado, con el paso del agua, se va diluyendo. El agua es una molécula polar, es decir, aunque es neutra en su totalidad, pero tiene las cargas repartidas de manera desigual. En uno de sus polos están los electrones del 02, lo que le da carga negativa, y en el otro polo están los H con carga positiva. Por lo tanto, para que el agua pueda salir y entrar de la célula, no lo puede hacer atravesando la bicapa lipídica, sino que lo hace a través de unos canales proteínicos llamados acuaporinas. A la diferencia de concentración de solutos entre 2 medios es lo que se conoce como tonicidad del medio; - Cuando el medio extracelular esta más concentrado que el interno, el medio extracelular es hipertónico. - Si el medio extracelular está menos concentrado que el interno, el medio es hipotónico. Si a concentración es s igual en los 2 medios, los medios son isotónicos. 3.-Tipos de transporte. Las partículas tienden a moverse desde los sitios más concentrados hasta los menos concentrados. Las partículas con carga eléctrica tienen a moverse de tal forma que las que tienen el mismo signo se repelen, y las contrarias se atraen. Por lo tanto, cuando tenemos una partícula cargada se va a mover a favor del gradiente de concentración electroquímico. En general cuanto más pequeña es la molécula y mayor es su solubilidad en grasas, mayor será su velocidad de difusión a través de la membrana. Las moléculas no polares pequeñas, como el O2, se disuelven con mucha rapidez y velocidad en la bicapa lipídica. Sin embargo, hay otros iones y moléculas que son muy impermeables a las grasas, esto se debe a que son iones cargados eléctricamente. Para que este tipo de sustancias polares puedan atravesar la membrana lo hacen gracias a proteínas cuyo medio interno es acuoso, permitiendo su difusión. El transporte de moléculas de escasa molecular se lleva a cabo mediante transporte pasivo o activo, según se realice a favor o en contra gradiente, en la mayoría de los casos intervienen proteínas de la membrana plasmática. La difusión es un proceso pasivo, es decir, no requiere energía. Por lo tanto, el movimiento neto de las moléculas continua hasta que las fuerzas de gradientes se igual en ambos lados. Hay 2 tipos de difusión: - Difusión simple: gracias a este mecanismo, atraviesan la membrana de sustancias solubles en ella, como O2, CO2… deslizándose entre los fosfolípidos. Se trata de moléculas sin carga o con carga neta cero (moléculas apolares). En el organismo la difusión simple esta limitada a las moléculas hidrofóbicas o lipofílicas. - Difusión facilitada: determinadas proteínas de a membrana, llamadas proteínas canal, forman “canales acuosos” a través de la bicapa lipídica que permiten el paso de sustancias con carga 1 Alexia Díaz García Zuleima Santana Suárez ULL 1ºPsicología eléctrica, incluyendo pequeños iones, a favor del gradiente de concentración. Se transportan moléculas polares, como glúcidos, nucleótidos, aminoácidos…. Siempre se produce a favor del gradiente, que en el caso de los iones es un gradiente eléctricoquímico. Este transporte se lleva a cabo mediante proteínas transportadoras, llamadas permeasas, que pueden ser proteínas canal o carriers, que se unen a la molécula que se va a transportar, y sufren cambios que posibilitan la transferencia de la molécula de un lado a otro de la membrana (translocación). El transporte que se hace en contra del gradiente electroquímico, y también utilizando proteínas, necesita energía para realizarse, se denomina transporte activo. Para el transporte facilitado de iones se utilizan canales, que pueden ser de 2 tipos; - Los canales activos, los cuales siempre se están abriendo y cerrando, dando lugar al paso de iones (ej.: canal de fuga de potasio). - Los canales activables que están cerrados y se abren cuando reciben una señal. Los canales activables los hay de diferentes tipos; ▪ Los activables dependientes de ligando son proteínas canal que están cerrados y se abren cuando se les une una sustancia (ligando = neurotransmisor, molécula…). ▪ Canales dependientes de voltaje, los cuales se abren cuando cambia el voltaje de la membrana. En reposo la membrana tiene un voltaje y el canal está cerrado, si nosotros cambiamos ese voltaje, cambia la forma de la proteína, el canal se abre y entran los iones. ▪ Los canales activados por estrés son canales que por una fuerza mecánica se abren o se cierran. Los canales son proteínas, por lo tanto, siempre son específicas de las sustancias que se unen y con las que interactúan, en este caso son específicos para el ion que transporta. El canal tiene un filamento agarrado a la puerta del canal, cuando estas células se mueven el filamento tira de la puerta abriendo el canal y fluyendo los iones. Son canales dependientes de estrés. El transporte activo, es muy similar a la difusión facilitada. Un sustrato para ser transportado se une a una proteína transportadora de membrana, el transportador cambia su conformación liberando el sustrato en el lado opuesto. Se diferencia de la difusión facilitada porque el cambio de conformación de la proteína transportadora requiere energía, ya que la sustancia a transportar lo hace en contra del gradiente. Vamos a ver 2 tipos de transporte activo: ▪ La bomba de Na/K es probablemente la más importante en las células anímales, pues mantiene los gradientes de concentración de Na y K. el transportador está dispuesto en la membrana célula, de manera que saca 3Na del interior de la célula, y agrega 2K al interior de la célula, y para hacerlo consume una molécula de ATP. 2 Alexia Díaz García ▪ ▪ ▪ Zuleima Santana Suárez ULL 1ºPsicología Transporte acoplado. Este hace uso de la energía cinética de una molécula que se mueve a favor del gradiente de concentración para empujar a otras moléculas en contra de su gradiente de concentración. Las moléculas co-transportadas pueden Simporte: Desplazarse en la misma dirección. Ej.: Simporte de glucosa y sodio. Aprovechando el movimiento del sodio (muy concentrado fuera), tiene tendencia a entrar, y las proteínas se lo permiten. Pero junto al sodio hay una molécula muy poco concentrada en el medio extracelular, pero que queremos incorporar, la glucosa. Mediante este Simporte con el sodio se aprovecha la energía a favor del gradiente electroquímico d este, y se introduce en contra del gradiente electroquímico la glucosa. Este proceso es especialmente importante para las células nerviosas. Antiporte: una molécula ir en una dirección y la otra en otra. • Transporte a través de vesículas: sirve para transportar sustancias desde el interior al exterior, y viceversa. Mantiene la integridad de la membrana. Contribuye a la transferencia de moléculas entre los diferentes compartimentos celulares. Se distinguen 2 tipos: • Endocitosis: entrada de sustancias desde el exterior celular hacia el interior. Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo; lo hace mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula para ingerir y se produce la estrangulación de la invaginación, originándose una vesícula que encierra el material ingerido. Hay endocitosis m Se puede clasificar en: o Fagocitosis: Se forman grandes vesículas revestidas (diámetro superior a 250nm) o fagosomas que ingieren microorganismos y restos celulares. o Pinocitosis: Indica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas (diámetro inferior a 150 nm). o Endocitosis mediada por receptor: Es un mecanismo en el que solo se endocita la sustancia para la cual existe el correspondiente receptor en la membrana. Una vez formado el complejo ligando- receptor, se constituye la correspondiente vesícula endofítica revestida, que sufrirá distintos procesos en el interior celular. Es un procedimiento característico para la incorporación de macromoléculas como el colesterol o el hierro, que pueden estar presentes en concentraciones muy elevadas en el medio extracelular. o Endocitosis mediada por vesículas sin revestimiento. o Endocitosis mediada por vesículas con revestimiento de proteínas. En la formación de vesículas intervienen varias proteínas. Consta de varios pasos: 1. En la membrana celular hay unas proteínas (receptoras de carga) las cuales interaccionan con la sustancia a transportar, cambiando con ello la forma de la proteína. 2. Adaptina: interviene en el reclutamiento de moléculas a transportar. 3. Clatrina: al ir ensamblándose entre sí, forman la vesícula. 4. Dinamina: estrangula la vesícula y ya estaría formada. 3 Alexia Díaz García Zuleima Santana Suárez ULL 1ºPsicología o Exocitosis: salida de sustancias de la célula. mecanismo por el que las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática para ser vertidas al medio extracelular. Este vertido requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen, generando un poro a través del cual se puede liberar el contenido de la vesícula citoplasmática. En este proceso es necesaria la colaboración del calcio y de proteínas como las anexinas. En toda célula existe un equilibrio entre la exocitosis y la endocitosis para mantener la superficie de la membrana y asegurar el volumen celular, ya que la endocitosis significa la “pérdida” de membrana, mientras que la exocitosis supone “ganancia”. Hay 2 tipos de vías: • La vía constitutiva: a medida que a partir de aparato de Golgi se van formando las vesículas con las sustancias a secretar dentro, esta fusiona con la membrana liberando su contenido. • Secreción regulada: se necesita que llegue una señal a la célula para que las vesículas liberen su contenido. * Mecanismo de la exocitosis: Cuando una vesícula secretora se fusiona con la membrana plasmática para descargar su contenido, la superficie interna de la membrana de la vesícula se convierte en la superficie externa de la membrana plasmática, mientras que la superficie externa de la membrana plasmática. Mediante este mecanismo, las células son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por ellas mismas o sustancias de desecho. 4