Fisiologia Practica 1

La membrana ejerce una permeabilidad altamente selectiva para el paso de sustancias entre el exterior, sea éste el medio intercelular u otra célula, y el interior; permeabilidad selectiva que resulta muy importante por tres razones:

- para proteger la integridad de la célula

- para mantener las condiciones químicas de forma que el metabolismo celular pueda llevarse a cabo

- para coordinar la actividad del conjunto de células que forman un organismo pluricelular.

Aunque al referirse a membrana se va a, pensar en la membrana plasmática, habrá de tenerse en cuenta que lo que se mencione es también de aplicación para el conjunto de membranas que constituyen los diferentes orgánulos celulares y la membrana nuclear.

Las membranas celulares son selectivamente permeables o semipermeables, pues permiten el paso de determinadas moléculas o iones y restringen el de otros:

- Algunas moléculas no polares de pequeño tamaño (como el oxígeno y el nitrógeno molecular), moléculas polares sin carga (como el agua o el dióxido de carbono) o solubles en lípidos (ácidos grasos y alcoholes) pueden atravesar la membrana libremente.

- Las moléculas con carga, como los ácidos orgánicos, aminoácidos y otros iones (H+, Na+, Cl-, K+, etc.), no pueden atravesar la membrana y tienen que utilizar proteínas de transporte específicas.

Transporte de distintos tipos de moléculas a través de las membranas.

En relación con el gasto energético que las proteínas transportadoras que se encuentran en la membrana requieren para cumplir su función, se distinguen dos tipos principales de transporte: transporte pasivo y transporte activo.

Transporte pasivo

Se denomina pasivo porque no implica consumo alguno de energía por parte de la célula. Para llevarlo a cabo se aprovecha el gradiente químico y se ha de tener en cuenta que la membrana plasmática es permeable al agua y sustancias apolares. También hay que tener en cuenta el tamaño de la molécula, cuanto más pequeña más rápidamente se dará. Puede tener lugar por diferentes mecanismos.

a) Difusión simple: ha de existir un gradiente de concentración entre ambos lados de la membrana y el paso de sustancias se realizará a favor del mismo. A mayor gradiente, mayor rapidez en el transporte. Es necesario que las sustancias sean hidrófobas para así disolverse en la matriz lipídica de la membrana. Así, se mueven sustancias tales como el O2, el CO2, ciertos iones, etc. También existe la posibilidad de que se lleve a cabo la difusión simple para sustancias menos hidrófobas; en este caso, es necesaria la colaboración de ciertas proteínas integrales de membrana que crean poros temporales, por los que las moléculas pueden pasar de un lado otro de la misma; son las denominadas proteínas canal.

b) Difusión facilitada: se va a producir a favor de gradiente y, nuevamente, es preciso la colaboración de proteínas de membrana, denominadas permeasas. Estas proteínas tienen una alta especificidad estructural para la molécula que van a transportar, de modo que se unen a ella; tras la unión sufren un cambio conformacional que permite la translocación de la molécula a través de la membrana, soltándola una vez se encuentra en el otro lado y recuperando así la estructura original.

Transporte pasivo: difusión simple y difusión facilitada.

Transporte activo

El transporte activo implica un gasto de energía necesaria para vencer el gradiente contra el que se realiza el mismo. Este tipo de transporte tiene dos características fundamentales por un lado, la necesidad de que existan unas proteínas integrales de membrana, denominadas transportadoras, que actuarán a modo de bombas de impulsión de las sustancias, y, por otro, la hidrólisis de ATP a ADP para la obtención de la mencionada energía.

Quizá el modelo mejor conocido sea la llamada

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