Tema de Trans´porte a travez de la membrana

Introducción

Las células se encuentran en contacto con el medio e interactúan con él a través de la membrana plasmática. Este contacto se verifica por el ingreso de sustancias nutritivas para realizar las diferentes funciones, además de la eliminación de las sustancias de desecho o la secreción de moléculas específicas. El intercambio de sustancias se realiza a través de la membrana plasmática y por diferentes mecanismos:

Una forma muy simple de clasificar las modalidades de transporte atiende al punto de vista del consumo de energía metabólica. Así el transporte que no utiliza energía se define como transporte pasivo mientras que el que la consume se denomina transporte activo. En el caso del transporte pasivo, el soluto se mueve siempre a favor de gradiente, que se convierte en la fuerza de conducción para el movimiento. Mientras que el transporte activo, el soluto se mueve en contra del gradiente de concentración y, por lo tanto, la célula requiere de un aporte energético.

Dentro del transporte pasivo se encuentran 3 diferentes subtipos de transporte:

1. Difusión simple: en el cual los solutos (moléculas liposolubles) de una región de mayor concentración se mueven hacia otra de menor concentración por medio de la membrana plasmática. (Ej. agua, etanol, solventes, iones)

1. Difusión Facilitada: la cual puede dividirse en dos (difusión por proteínas - canal y difusión por proteínas - carrier). En la primera la difusión se da por medio de una proteína denominada canal (siempre se encuentra abierta), por la cual el soluto que pasa es generalmente un ión. En la segunda la difusión se da por medio de una proteína denominada carrier (tiene una parte abierta y otra cerrada), en la cual el soluto tiene un sitio de unión que hace que la proteína sufra un cambio conformacional, el cual hará que el soluto se mueva al citoplasma.

1. Ósmosis: en el cual moléculas de agua pasan selectivamente a través de la membrana plasmática de una región de mayor a menor concentración de solutos. Ejemplo de este transporte son las soluciones hipotónicas (mayor concentración de soluto intracelular), isotónica (misma concentración de soluto extra e intracelular) e hipertónica (mayor concentración de soluto extracelular).

Dentro del transporte activo se encuentran 6 subtipos de transporte:

1. Activo primario: En el que el consumo energético, normalmente de ATP, está acoplado directamente al movimiento del soluto a transportar. Un ejemplo es la Na+/K+-AT Pasa que bombea Na+ hacia fuera de la célula y K+ hacia dentro, manteniendo los gradientes de concentración a través de la membrana.

1. Activo secundario: en el que el consumo de energía se realiza para generar un gradiente químico o electroquímico que se convierte en un depósito energético que se gastará para el empuje del algún soluto a transportar.

1. Endocitosis mediada por receptores: es un mecanismo donde se incorporan diferentes tipos de sustancias al interior de la célula por la formación de invaginaciones tomando en cuenta que los receptores son específicos para cada molécula que vaya a entrar a la célula.

1. Pinocitosis: es un mecanismo donde se incorporan indiscriminadamente diferentes tipos de sustancias por la formación de invaginaciones (vesículas) al interior de la célula.

1. Fagocitosis: en él se forman vesículas que capturan y digieren partículas nocivas o alimento.

1. Exocitosis: en el que se expulsan ciertas macromoléculas en vesículas de secreción, moléculas como hormonas, neurotransmisores o deshechos del metabolismo.

Objetivo

Describir los procesos de transporte pasivo a través de la membrana (difusión simple y ósmosis), mediante la representación experimental de la difusión simple y la observación microscópica de la ósmosis en células animales y vegetales.

Todo esto para reconocer el efecto e importancia de estos fenómenos de transporte en la célula.

Resultados

     A continuación, se presentan, a manera de tabla, los resultados de las observaciones de las demostraciones de los fenómenos a través de membrana, así como la observación microscópica de los efectos de un medio isotónico, hipertónico e hipotónico en células de Elodea y de sangre humana.

Primeramente, se realizaron dos representaciones para observar el fenómeno de difusión al describir el movimiento de las gotas de azul de metileno al difundirse en el agua de los matraces. En el primer sistema a temperatura ambiente pudo notarse que el proceso de difusión fue lento, pues el azul de metileno primero tiñó a la zona de aplicación y se concentró en la superficie del matraz. Con el paso del tiempo, se generó un gradiente de coloración, indicando que el azul de metileno estaba difundiéndose lentamente de la zona de mayor concentración (superficie del matraz de color azul intenso) a la de menor concentración fondo del agua, formando así el gradiente de coloración.

La  concentración se igualó en todas las regiones del sistema, alcanzando el equilibrio.

  En el caso del sistema que se calentó, se logró observar que al principio se comportó de la misma manera que el otro sistema.

 Sin embargo, conforme aumentó la temperatura la difusión del azul de metileno fue más rápida y alcanzó el equilibrio mucho más rápido que el sistema anterior. Se propone que esto se debe a que, al aumentar la temperatura, aumentó la energía cinética de las partículas del azul de metileno y del agua, formándose así corrientes de convección que aceleraron el proceso de difusión y con ello  hasta alcanzar el equilibrio de concentración.

Posteriormente, se sometieron células vegetales de Elodea a medios hipertónico, isotónico e hipotónico y se encontró que, tal y como se esperaba, éstas sufrieron procesos de plasmólisis, turgencia o conservación de su volumen celular debido al fenómeno de ósmosis que llevaron a cabo sus membranas celulares.

 Primero, en la muestra de células en agua corriente se deduce que se trató de un medio isotónico, pues antes de cortar la hoja, la planta se encontraba sumergida en agua corriente.

En este medio fue posible observar que las células poseían prácticamente el mismo tamaño en una disposición de bandas bien organizadas, paredes celulares rígidas y sus cúmulos de cloroplastos distribuidos uniformemente en todo su citoplasma. Por tanto, se dedujo que las células vegetales en medio isotónico se encontraban en un equilibrio osmótico. (Paniagua et al, 2003)

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