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TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

Dependiendo si el proceso de transporte de una sustancia involucra o no un gasto de energía en forma de ATP, se distinguen dos clases de transporte: ACTIVO Y PASIVO (Fig. 1)

TRANSPORTE PASIVO: Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana. Se produce siempre a favor de un gradiente, es decir, de mayor a menor concentración. Existen varios tipos de transporte pasivo: Difusión simple, difusión facilitada y osmosis.

1. Difusión simple: En este transporte, el soluto es apolar o hidrofóbico como hormonas, éter, cloroformo, fármacos liposolubles, oxígeno y nitrógeno atmosférico, lo que determina que el desplazamiento ocurra a través del componente lipídico de la membrana (Fig. 2). El agua, la urea, el etanol y el glicerol también atraviesan la membrana. Una característica importante de este transporte es que no hay saturación: El soluto se transporta de manera directamente proporcional a su concentración.

2. Difusión facilitada: Existen solutos, que a pesar que se encuentran en distintas concentraciones a ambos lados de la membrana, no pueden atravesar el componente lipídico por su naturaleza hidrofílica o polar como los aminoácidos, monosacáridos (glucosa). En este caso el soluto (la molécula) debe ingresar a través de proteínas especializadas o transportadores que le ayudan a pasar al otro lado.

Se han descrito dos tipos de transportadores que operan por este mecanismo: Las proteínas transportadoras, también llamadas permeasas o carriers y los canales iónicos.

Fig. 2. La difusión simple es un tipo de transporte pasivo (no existe un gasto de energía) que se realiza a través de la bicapa lipídica.

Los carriers o transportadores (Fig. 3): La proteína que funciona como carrier tiene un lugar donde se une el soluto provocando un cambio en la forma de la proteína, lo que permite que el soluto pase hacia el otro lado de la membrana. Una característica importante es que tiene un punto de saturación, es decir, solo puede transportar una cantidad determinada de soluto en el tiempo.

A nivel del transporte pasivo se puede mencionar el siguiente tipo de carrier:

EL UNIPORTE: Carrier que moviliza un solo tipo de soluto.

Difusión facilitada a través de canales (Fig. 3): Se realiza mediante proteínas de canal. Así, entran iones como el Na+, K+, Ca+, Cl, etc. De ahí el término de canales iónicos. Los canales iónicos pueden estar siempre abiertos o poseer una especie de compuerta que regula el paso de los iones, la apertura de esta compuerta está determinada por cambios del potencial eléctrico de la membrana o por un ligando (moléculas que se unen a un sector del canal provocando su apertura, estas moléculas pueden ser neurotransmisores u hormonas).

Fig. 3 La difusión facilitada es un tipo de transporte pasivo. Está mediada por proteínas de membrana que reciben el nombre de carriers y canales iónicos.

3. Osmosis: Es un tipo particular de difusión; se trata del movimiento neto de agua, a través de una membrana semipermeable (membrana que permite el movimiento de algunos solutos a través de ella) desde una zona en que el agua posee una baja concentración de solutos (Solución hipotónica) a una que posee una alta concentración de solutos (Solución hipertónica).

Una de las principales funciones del cuerpo de los animales es el mantenimiento de la isotonicidad del plasma sanguíneo, es decir, un medio interno isotónico (la misma concentración adentro y afuera de la célula). Esto elimina los problemas asociados con la pérdida o ganancia de agua desde y hacia las células. Estamos hablando por supuesto de una de las claves de la homeostasis (equilibrio del cuerpo).

Organismos unicelulares como Paramecium, y otros organismos de vida libre en agua dulce, tienen el problema de vivir en medios hipotónicos con relación a su medio interno. Por lo tanto el agua tiende a fluir a través de la membrana hinchando a la célula y eventualmente rompiéndola. Una vacuola contráctil es la respuesta del Paramecium a este problema, ya que bombea el agua hacia fuera.

Las células de nuestro cuerpo no poseen el sistema de Paramecium, por lo tanto, al colocarlas en un medio hipertónico o hipotónico sufren severos cambios. Un ejemplo es el del glóbulo rojo, célula sanguínea encargada del transporte de oxígeno. Al colocarlo en un medio isotónico (medio de igual concentración con respecto al interior celular) el movimiento de agua ocurre en ambas direcciones de la misma forma (A), este equilibrio permite a la célula mantener su forma. Si lo colocamos en un medio Hipertónico la cantidad de agua que sale de él será mayor a la que entra, por lo que el glóbulo se arruga (Fenómeno llamado crenación, B), lo contrario ocurre si lo colocamos en un medio hipotónico, acá el agua que entra supera a la que sale, provocando que el glóbulo se hinche y termine por reventarse (fenómeno denominado Citólisis).

Fig. 4

Las células vegetales generalmente son hipertónicas en relación con su medio. En consecuencia, el agua entra por ósmosis y aumenta el tamaño de la vacuola celular, contribuyendo así a dar rigidez a la célula y en consecuencia mantener erguida a la planta, debemos recordar que esto solamente es posible gracias a la presencia de una pared celular, la presión intracelular originada en este caso se turgencia (A).

Si la célula es hipotónica respecto de su medio externo, el agua tiende a salir al exterior por ósmosis. La vacuola se achica y la membrana plasmática se separa de la pared celular. Esta retracción se denomina plasmólisis. (B)

TRANSPORTE ACTIVO

Es el transporte característico de los solutos polares que se deben movilizar de una zona de baja concentración a una zona de alta concentración (en contra de un gradiente de concentración). Para que se realice se requiere energía, la cual es obtenida de una molécula de ATP (adenosin trifosfato). Se conocen dos clases de transporte: El transporte activo primario y el transporte activo secundario.

A. El transporte activo primario: En este, la energía liberada por la degradación de ATP se emplea directamente en el transporte del soluto. Un ejemplo es la bomba de Sodio y Potasio (Fig. 5), que es un tipo de carrier que transporta dos solutos diferentes (cotransporte)

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