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TRANSPORTE DE MEMBRANAS

Sheyla Sánchez Enfermería Spanish

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¿Qué es una membrana?
- son estructuras de mucha importancia para las células que constituyen una barrera de separación entre el medio intracelular y el entorno.
- Contribuyen a la compartimentación de los espacios celulares, lo que conduce a la especialización de funciones en los distintos compartimentos.
- La naturaleza de los componentes que forman la membrana hace que solo sea permeable a cierto tipo de solutos, el resto requiere sistemas específicos de transporte para poder atravesar la membrana.
Transporte Activo
- El transporte activo consiste en el flujo de sustancias en contra del gradiente de concentración y requiere el empleo de transportadores específicos.
- Al ser un proceso no espontáneo funciona en conjunción con otro que libere energía
- Utiliza energía. La fuente de energía puede ser el ATP, la luz solar o el transporte de otro soluto a favor del gradiente de concentración.
- Dentro del transporte activo hay que distinguir, según la fuente de energía empleada, el transporte activo primario y el transporte activo secundario.
  - Transporte Activo Primario
    - Los solutos se transportan en contra del gradiente de concentración y en él la energía procede directamente de una reacción exergónica
    - El mecanismo de transporte activo primario es la bomba sodio potasio ATPasa (Na+K+ ATPasa)
      - Encargada de mantener los gradientes de Na+ y de K+ a través de las membranas plasmáticas, estableciendo así un potencial eléctrico negativo en el interior celular.
      - Transporta Na+ y K+ en contra de gradiente de concentración acoplado a la hidrólisis de ATP. La Na+K+ ATPasa es una proteína integral de membrana que posee tres sitios de unión para Na+ en la porción situada en el interior celular, dos sitios de unión para el K+ en su lado exterior y actividad ATPasa.
        Este cambio conformacional hace que la afinidad del transportador por el Na+ disminuya, provocando que el Na+ se libere al medio extracelular.
        A continuación se unen dos iones K+ del exterior celular, pues el transportador cuando está fosforilado presenta elevada afinidad por este ión, lo que provoca que la enzima o transportador se desfosforile y sufra un cambio conformacional que induce la liberación del K+ al interior de la célula.
  - Transporte Activo Secundario
    - Los compuestos se transportan en contra del gradiente de concentración pero no se emplea el ATP directamente como fuente de energía.
    - Trasladación de la especie en contra del gradiente electroquímico está acoplada al transporte de otra especie a favor de dicho gradiente, de modo que la magnitud absoluta de la energía libre es lo suficientemente alta para impulsar el transporte de ambas.
    - La bomba de sodio/potasio mantiene una importante diferencia de concentración de Na+ a través de la membrana.
      - Estos iones tienen tendencia a entrar de la célula a través de los poros y esta energía potencial es aprovechada para que otras moléculas, como la glucosa y los aminoácidos, puedan cruzar la membrana en contra de un gradiente de concentración.
      - Cuando la glucosa cruza la membrana en el mismo sentido que el Na+, el proceso se llama Symporte o cotransporte ; cuando los hacen en sentido contrario, el proceso se llama Antiporte o contratransporte.
Transporte Pasivo
- Es un proceso de difusión a través de la membrana
- No requiere energía, ya que las moléculas se desplazan espontáneamente a favor de gradiente de concentración; es decir, desde una zona de concentración elevada a una zona de concentración baja.
- Se divide en:
  - Difusión Simple
    - Consiste en el flujo de sustancias a favor del gradiente de concentración, siendo este gradiente de concentración la fuerza motriz que impulsa el transporte.
    - Mediante este proceso las sustancias permeables atraviesan las membranas siempre que estén más concentradas a un lado que a otro de la bicapa lipídica y el paso de solutos finaliza cuando las concentraciones a ambos lados de la membrana se igualan
    - Entre estas sustancias permeables se encuentran las moléculas de naturaleza hidrófoba o apolar, las moléculas polares sin carga y de pequeño tamaño y los gases como el O2 y el CO2.
    - Las moléculas de agua, cuando se establece un gradiente de concentración, se difunden rápidamente a través de las membranas hasta que la fuerza osmótica se iguala a ambos lados de la bicapa lipídica.
    - Las moléculas de agua atraviesan las membranas por difusión simple, probablemente porque se introducen entre los huecos que dejan las cadenas hidrocarbonadas de los fosfolípidos en sus movimientos.
  - Ósmosis
    - Las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana.
      - El agua se difunde a través de la membrana desde la región de menor concentración del soluto hasta la de mayor concentración hasta que las concentraciones del soluto igualan en ambos lados de la membrana.
      - La función de la ósmosis es mantener hidratad la membrana celular.
  - Difusión Facilitada
    - Se trata de un proceso que no requiere energía y en el que los transportadores y los canales llevan a cabo el transporte de solutos.
    - Consiste en el flujo de sustancias a favor del gradiente de concentración mediante el empleo de proteínas de transporte.
    - Este tipo de transporte ocurre en cualquier dirección y depende de las concentraciones relativas de solutos a ambos lados de la membrana.
  - Ultrafiltración
    - El agua y algunos solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática. El movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de menos presión.
    - La ultrafiltración tiene lugar en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la presión arterial generada por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas moléculas pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etcétera) pasen a través de las membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos para ser eliminadas en la orina. Las proteínas y grandes moléculas como hormonas, vitaminas, etc., no pasan a través de las membranas de los capilares y son retenidas en la sangre.
  - Diálisis
    - Es un proceso que separa moléculas de acuerdo con su tamaño, mediante el empleo de membranas semipermeables que contienen poros de dimensiones inferiores a las macromoleculares.
    - Estos poros permiten que moléculas pequeñas, tales como las de los disolventes, sales y metabolitos pequeños, se difundan a través de la membrana pero bloqueen el tránsito de moléculas mayores
    - La diálisis es una forma de filtración molecular.
    - La diálisis se emplea rutinariamente para cambiar el disolvente en el que se encuentran disueltas las macromoléculas.
    - Una disolución macromolecular se introduce en el saco de diálisis, que se sumerge en un volumen relativamente grande de disolvente nuevo. Las moléculas pequeñas pasan a través de la membrana al fluido externo hasta que se alcanza el equilibrio, las macromoléculas permanecerán en el interior de saco de diálisis. El proceso puede repetirse varias veces a fin de sustituir completamente un sistema disolvente por otro.
Transporte Grueso
- Es la forma en que las sustancias mas grandes como polisacáridos, proteínas y otras células
- se mueven a través de las membranas plasmáticas mediante varios tipos de transporta grueso
- Se divide en:
  - Transcitosis
    - El transporte en vesículas también sirve para mover una sustancia dentro y fuera de la célula sucesivamente. En todos estos procesos activos, las vesículas son endocitadas en uno de los polos celulares, atraviesan la célula y luego son exocitados por el polo opuesto. A medida que las vesículas se unen con la membrana plasmática, se libera en contenido vesicular al líquido extracelular.
  - Endocitosis
    - Ocurre cuando un segmento de la membrana plasmática rodea a la sustancia que ha de penetrar en la célula, la engloba y la integra dentro de la misma.
    - Es el proceso mediante el cual la sustancia es transportada al interior de la célula a través de la membrana.
    - A su vez, la endocitosis se divide en:
      - Fagocitosis
        Se forman proyecciones de la membrana plasmática y del citoplasma llamados pseudópodos, los cuales rodean a grandes partículas sólidas externas a la célula y las engloban.
        Consiste en la incorporación de grandes partículas de materia por una célula
        . Una vez rodeada la partícula los pseudópodos se funden formando entorno a ella un saco de membrana que se llama vesícula fagocitaria (fagosoma) y que penetra en el citoplasma.
      - Pinocitosis
        Consiste en la incorporación de cantidades minúsculas de líquido extracelular y sustancias disueltas en forma de vesículas pequeñas.
        No se forman pseudópodos, sino que la membrana se pliega hacia adentro constituyendo una "vesícula pinocítica" que permite que el líquido fluya hacia adentro y que después lo rodea.
        Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado, la membrana de la vesícula vuelve a la superficie de la célula.
  - Exocitosis
    - Las estructuras rodeadas por la membrana que en conjunto reciben el nombre de vesículas de secreción se unen con la membrana plasmática y liberan sus contenido hacia el líquido extracelular.
    - Por exocitosis la célula puede expulsar los restos del proceso de digestión celular que no le resultan útiles y también los productos de secreción procedentes del aparato de Golgi en forma de vesículas secretoras.