Membrana Celular

MEMBRANAS CELULARES: PERMEABILIDAD Y TRANSPORTE PASIVO

Abstract.

Sometimos diversos cilindros de remolacha (Beta vulgaris L.) a distintas condiciones con el fin de estudiar los efectos de varios tratamientos químicos y físicos sobre la permeabilidad de las membranas celulares.

Por otra parte utilizamos cilindros de patata (Solanum tuberosum L.) incubados previamente en una solución de sacarosa para mediante el método del Q10 demostrar que el transporte del agua a través de las membranas es de tipo pasivo debido al gradiente de potencial hídrico, es decir, un mecanismo osmótico.

Los resultados obtenidos permiten estimar un aumento en la permeabilidad de las membranas tras someterlas a varios tratamientos físicos y químicos.

Palabras clave: permeabilidad, transporte pasivo, Beta vulgaris, Solanum tuberosum,espectrofotómetro, método del Q10, absorbancia.

Introducción.

Composición de la membrana:

Entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.

Lípidos: en la membrana de la célula eucariota encontramos varios tipos de lípidos. Fosfolípidos, glucolípidos, sulfolípidos y colesterol. Todos tienen carácter anfipático ; es decir que tienen un doble comportamiento, una parte de la molécula es hidrófila y la otra es hidrófoba, por lo que cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan formando una bicapa lipídica . La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes tienen posibilidades de movimiento, lo que le proporciona una cierta fluidez. Los movimientos que pueden realizar los lípidos son rotación, difusión lateral, flip-flop y flexión.

La fluidez es una de las características más importantes de las membranas y depende de factores como: la temperatura, a medida que esta se incrementa, la fluidez aumenta. Y la naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.

Proteínas: son los componentes de la membrana que desempeñan las funciones específicas de transporte, comunicación, etc. Las proteínas de membrana se clasifican en: proteínas integrales, están unidas a los lípidos íntimamente, suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces, por esta razón se les llama proteínas de transmembrana. Y proteínas periféricas, que se localizan a un lado u otro de la bicapa y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno.

Glúcidos: se sitúan en la superficie externa por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana. Estos glúcidos son oligosacáridos unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteínas (glucoproteínas). Esta cubierta de glúcidos constituye el glucocálix, el cual desempeña algunas funciones como la protección de la superficie de las células de posibles lesiones, conferir viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, presentar propiedades inmunitarias, etc.

Estructura:

En la actualidad el modelo más aceptado para explicarla, es el propuesto por Singer y Nicholson, denominado modelo del mosaico fluido, que presenta las siguientes características: considera que la membrana es como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es la red cementante y las proteínas están embebidas en ella, interaccionando unas con otras y con los lípidos. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente. Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico. Las membranas son estructuras asimétricas ya que en ambas partes hay una diferente distribución de los componentes; así, por ejemplo los glúcidos, sólo se encuentran en la cara externa (Alberts y col., 1992).

Permeabilidad y transporte:

Debido a su composición, la membrana plasmática es semipermeable y por lo tanto el transporte de sustancias a través de membrana depende de varios factores entre los que destacan la polaridad y el tamaño:

En cuanto a la polaridad, mientras las sustancias apolares atraviesan la membrana sin ningún problema, las moléculas polares necesitan ser transportadas para poder atravesar la parte hidrofóbica de la membrana debida a las colas de los ácidos grasos. También decir que el agua, pese a que es una molécula polar, es la que más fácilmente atraviesa la membrana, gracias a unos poros denominados acuoporinas

Y respecto al tamaño, un elevado peso molecular implica que las moléculas no puedan atravesar la membrana.

Por tanto, a través de estas membranas se realiza el transporte de las sustancias necesarias para el metabolismo celular. Este transporte puede ser activo o pasivo, en función de que se lleve a cabo en contra o a favor, respectivamente, del gradiente electroquímico, lo cual va asociado a la utilización directa o no de energía metabólica.

Transporte activo:

La célula utiliza ATP como fuente de energía para ayudar a las moléculas a atravesar la membrana, a través de proteínas translocadoras.

El transporte activo puede dividirse en:1) primario, cuando el transporte está ligado directamente a una reacción química como la hidrólisis de ATP.2) secundario, donde la translocación 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.

El transporte mediado también puede clasificarse según la estequiometría del proceso en: uniporte cuando sólo se transporta una sola molécula, simporte cuando se transportan dos moléculas a la vez en el mismo sentido, y antiporte cuando se transportan dos moléculas en sentido opuesto. (Azcón y Talón., 2001).

Fig 2. Mecanismos de transporte activo.

Transporte pasivo:

No se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana plasmática. Los mecanismos de transporte pasivo son: difusión simple, osmosis, ultrafiltración , difusión facilitada.

Fig. 3. Mecanismos de transporte pasivo.

Cuando hablamos de transporte pasivo debemos separar las partículas de intercambio entre nutrientes y agua, pues son procesos diferentes pero complementarios.

En el transporte pasivo de nutrientes se denomina difusión simple y cumple con las siguientes características: 1.el transporte se realiza sin gasto de energía, 2. el transporte es a favor de la gradiente de concentraciones de soluto; siempre desde un lugar con mayor concentración a un lugar de menor concentración, 3.el transporte se realiza de un

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