Membrana plasmática

Difusión

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• La difusión neta de una molécula o ion a través de una membrana siempre ocurre en la dirección de su concentración más baja.
• La difusión neta ocurre cuando hay una diferencia
• La difusión tiende a igualar las concentraciones de estas regiones
• Las moléculas no polares pueden penetrar en la barrera de fosfolípidos de la membrana plasmática y los iones inorgánicos pequeños pueden pasar a través de canales de proteína en la membrana plasmática.

Sustancias liposolubles

• Dado que la membrana plasmática (celular) consta principalmente de una doble capa de fosfolípidos, las moléculas que son no polares y, así,
• liposolubles, pueden pasar con facilidad de un lado de la membrana al otro
• Así, la difusión neta de estas moléculas puede ocurrir con facilidad entre los compartimientos intracelular y extracelular cuando hay gradientes de concentración.
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Poros y canales proteicos

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• Algunas moléculas pueden tener la capacidad de penetrar en la membrana, por lo que se dice que la membrana es selectivamente permeable.
• Los poros están compuestos por proteínas de membranas celulares integrales que forman tubos abiertos a través de la membrana y que están siempre abiertos. Sin embargo, el diámetro de un poro y sus cargas eléctricas proporcionan una selectividad que permite el paso de solo ciertas moléculas.
• Los canales proteicos se distinguen por que son permeables de manera selectiva a ciertas sustancias, y muchos de los canales se pueden abrir o cerrar por compuertas que son reguladas por señales eléctricas (canales activados por el voltaje) o sustancias químicas que se unen a las proteínas de canales (canales activados por ligandos).

Activación por voltaje

• En el caso la conformación molecular de la compuerta o de sus enlaces químicos responde al potencial eléctrico que se establece a través de la membrana celular. Una carga negativa intensa en el
• interior de la membrana celular podría hacer probablemente que las compuertas de sodio del exterior permanezcan firmemente cerradas; por el contrario, cuando el interior de la membrana pierde su carga
• negativa estas compuertas se abrirían y permitirían que el sodio entre a través de los poros de sodio (potencial de acción nervioso).
• Las compuertas de potasio están en los extremos intracelulares de los canales de potasio, y se abren cuando el interior de la membrana celular adquiere carga positiva. La apertura de estas compuertas es responsable en parte de poner fin al potencial de acción.
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Activación química o por ligando

• Activación química (por ligando). Las compuertas de algunos canales proteicos se abren por la unión de una sustancia química (un ligando) a la proteína, que produce un cambio de los enlaces químicos de la molécula de la proteína que abre o cierra la compuerta
• este tipo de receptores de superficie celular tiene un canal hidrofílico (que ama el agua) que atraviesa la membrana. El canal permite que los iones crucen la membrana sin tener que tocar el centro hidrofóbico de la bicapa de fosfolípidos.
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Transporte primario

• El transporte activo primario ocurre cuando la hidrólisis de ATP es directamente responsable de la función de los transportadores, Las bombas de este tipo, entre ellas la bomba de Ca2+, la bomba de protones (H+), y bomba (Na+/k+)
• también son enzimas ATPasa, y su acción de bombeo está controlada por la adición y la eliminación de grupos fosfato obtenidos a partir del ATP.
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Bomba Na+/K+

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• Es un transporte activo primario muy importante que se encuentra en todas las células del cuerpo.
• Ciclo:
• 1) tres iones Na+ en el citoplasma se mueven a la mitad del camino hacia la bomba y se unen a tres sitios de aminoácido
• 2) esto activa la ATPasa, lo que hidroliza el
• ATP hacia ADP y Pi, y hace que ambas salidas queden momentáneamente bloqueadas
• 3) se libera el ADP, lo que produce un cambio de forma en el
• transportador que abre un pasillo para que los tres iones Na+ salgan hacia el líquido extracelular
• 4) dos iones K+ en el líquido extracelular ahora se unen al transportador, lo que hace que se libere Pi
• 5) la liberación de Pi permite que la bomba regrese a su estado inicial y que los dos iones K+ se
• muevan hacia el citoplasma.

Bomba Ca+

• Las bombas de Ca2+ están ubicadas en la membrana plasmática de todas las células, y en la membrana del retículo endoplasmático decélulas de músculo estriado y otras
• El transporte activo por estas bombas elimina Ca2+ desde el citoplasma al bombearlo hacia el líquido extracelular
• o las cisternas del retículo endoplasmático. Debido al gradiente de concentración así creado, cuando canales de iones para Ca2+ se abren en la membrana plasmática o el retículo endoplasmático, el Ca2+ se difundirá con rapidez a favor de su gradiente de concentración hacia el citoplasma. Este
• aumento repentino del Ca2+ citoplasmático sirve como una señal para diversos procesos, entre ellos la liberación de neurotransmisores y contracción muscular
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Transporte secundario

• En el transporte activo secundario (o transporte acoplado) la energía necesaria para el movimiento “cuesta arriba” de una molécula o ion se obtiene a partir del transporte “cuesta abajo” de Na+ hacia la célula. La hidrólisis de ATP mediante la acción de las bombas de Na+/K+ se requiere de manera indirecta, a fin de mantener concentraciones intracelulares bajas de Na+.
• La difusión de Na+ a favor de su gradiente de concentración hacia la célula puede entonces dar energía al movimiento de un ion o molécula diferente contra su gradiente de concentración.
• Si la otra molécula o ion se mueve en la misma dirección que el Na+ (esto es, hacia la célula), el transporte acoplado se llama cotransporte o simporte. Si la otra molécula o ion se mueve en la dirección opuesta (hacia afuera de la célula), el proceso se llama contratransporte o antiporte.

Bomba Na+/Glucosa

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• Legenda: cotransporte de Na+ y glucosa desde el líquido extracelular en la luz del intestino y de los túbulos renales a través de la membrana plasmática de la célula epitelial. Aquí, el transporte cuesta abajo de Na+ (desde concentraciones más altas hacia concentraciones más bajas) hacia la célula proporciona la energía para el transporte cuesta arriba de glucosa (figura 6-19). El primer paso en este proceso es la unión del Na+ extracelular a su sitio de unión con carga negativa sobre la proteína transportadora. Esto permite que la glucosa extracelular se una con afinidad alta a su sitio de unión sobre el transportador.

Bomba Na+/H+

• Algunos aminoácidos se cotransportan mediante un transportador que utiliza el gradiente electroquímico de Na+, de
• manera similar al cotransporte de glucosa; sin embargo, otros aminoácidos son transportados mediante un transportador que utiliza un gradiente electroquímico de protones (H+). Este gradiente de H+ se crea por medio de un transportador diferente, una bomba de Na+/H+, que usa el movimiento
• hacia adentro de Na+ para transportar H+ hacia afuera de la célula.
• El contratransporte sodio-hidrógeno se produce en varios tejidos. Un ejemplo especialmente importante se produce en los túbulos proximales de los riñones, en los que los iones sodio se desplazan desde la luz del túbulo hacia el interior de la célula tubular, mientras que los iones hidrógeno son
• contratransportados hacia la luz tubular
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• Referencias:
• Fisiologia humana Stuart Ira Fox
• Unidad 2. Capitulo 4. Fisiología. – Título del sitio (wordpress.com)
• Ligandos y receptores (artículo) | Khan Academy