MEMBRANA Y TRANSPORTE Composición de la membrana

MEMBRANA Y TRANSPORTE

• Composición de la membrana

La barrera plasmática o celular separa el medio externo del interno de la célula, es decir separa el medio extracelular del intracelular, está compuesta por una bicapa que en su interior es hidrofobica (fobia al agua), impidiendo el paso de moléculas polares a la membrana.

Está compuesta por múltiples proteínas las cuales le otorgan a la membrana una alta funcionalidad

1. Fosfolípidos: unidad estructural de la membrana, está compuesto por; una cabeza hidrofilica (afinidad al agua) el cual es un grupo polar, por un enlace de glicerol (alcohol) y dos colas hidrofobicas, a esta propiedad dual se le llama antipático.

Un tipo de fosfolípidos son las micelas, pueden transportar moléculas insolubles en un medio acuoso, importante para la solubilizacion para cuerpos lípidicos.  

1. Esteroles: colesterol, le da rigidez a la membrana para que distintas proteínas se posen sobre ella.  
2. Proteínas:

 - Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la capa de fosfolípidos. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteínas, proteínas que tiene unidos uno varios monosacáridos. Para poder sacar estas proteínas de la membrana tendría que disolver la membrana (solubilizarla con un detergente)

- Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma

Hay proteínas que no forman parte de la membrana y se llaman proteínas extracelulares y se enlazan por ejemplo a un fosfolípido o ácido graso de la membrana.

En la membrana no pueden ingresar ni salir moléculas con cargas, y solamente podrían transfundir la membrana moléculas pequeñas y sin carga. Esta “ley” no siempre es así, debido a que la membrana tiene una alta permeabilidad selectiva, la cual puede cambiar dependiendo los estímulos que le damos.

 Entonces ¿Cómo pueden ingresar moléculas con carga si la membrana las rechaza? A través de proteínas de transporte de membrana las cuales incluyen:

• Canales de agua (acuaporinas)
• Canales de iones
• Transportadores de solutos: como el azúcar y aminoácido
• Transportadores dependientes de ATP, también conocidos como Bombas: nos permite movilizar sustratos en contra de su gradiente de concentración.

• Difusión

Es el desplazamiento de moléculas de un lugar de alta concentración a uno de baja concentración, es un proceso al azar que depende del movimiento térmico (entropía).

Difusión neta cero: equilibrio de sistemas (mismas concentraciones), ni uno de los dos ganaría o perdería por sobre el otro.

El coeficiente de difusión se refiere a la solubilidad de la molécula a través de la membrana.

La permeabilidad que está en la ecuación de la difusión de moléculas a través de la membrana plasmática nos dice que tan fácil está el paso de las moléculas.

Si las moléculas tienen la capacidad para disociarse tendrá mayor facilidad en la difusión, como el cloruro de sodio que en ambientes deshidratados se mantiene junto en una forma de cristal y en agua se disocia a esto se le llama coeficiente de partición.

La fuerza conductora de la difusión es la gradiente.

Si aumenta la concentración, aumenta la difusión. (flujo de moléculas)

• Fisiología del transporte de soluto y agua.

Membrana semipermeable: permeable selectivamente.

Las proteínas favorecen el movimiento de solutos y agua.

Se requiere de una fuerza conductora (tiene que haber energía detrás del movimiento que ocurre).

• Transporte a través de las membranas.

- Difusión facilitada: Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:

1. del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana
2. del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana
3. de la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo

Puede tener un flujo máximo y luego se estabiliza, ya que la glucosa no puede traspasar la barrera celular fácilmente, necesita un transportador que tiene un número limitado.

La difusión facilitada utiliza canales (formados por proteínas de membrana) para permitir que moléculas cargadas (que de otra manera no podrían atravesar la membrana) difundan libremente hacia afuera y adentro de la célula. Estos canales son usados sobre todo por iones pequeños tales como K+, Na+, Cl-.

- Canales iónicos: son proteínas transmembrana que contienen poros acuosos en donde se mueven los iones y su direccionalidad depende de la gradiente de concentración. Son selectivos para iones, es decir, por un canal de sodio solo pasaran sodios.

Funciones: permiten cambios en el potencial de membrana, conducen muchos iones, reconocen y seleccionan iones específicos, Se abren y cierran frente señales eléctricas, mecánicas, químicas y lumínicas.

Características: El flujo de iones a través del canal de iones es pasivo, el ion se mueve a favor de una gradiente, la apertura y cierre del canal involucra cambios conformacionales (la proteína que forme este canal cambia la estequiometria abriéndolo o cerrándolo selectivamente)

- Transporte activo: su característica es el transportador. En este caso, el transporte ocurre en contra del gradiente de concentración y, por lo tanto, la célula requiere de un aporte energético (ATP). En el transporte activo participan proteínas transportadoras, que reciben el nombre de "bombas".

   Transporte activo primario: La fuerza que ocupamos para vencer la concentración depende de ATP. Es conocido como bomba, tenemos la bomba sodio potasio ATPasa, la cual mueve sodio y potasio y tenemos una enzima que permite hidrolizar ATP (energía química).    

 Transporte activo secundario: utiliza la energía de la gradiente de concentración de sodio generado por el transporte activo primario. En este transporte pasan dos sustancias o más, una de las cuales se mueve a favor de gradiente y la otra en contra.

...