Transporte pasivo y activo

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Trabajo de investigación II: “Transporte Celular”.

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Fecha de Entrega: 04 de Septiembre de 2015.

Introducción

Antes de abordar el verdadero objetivo del presente informe es bueno es bueno explicar en qué consiste el transporte celular.

 Sabemos que la dentro de la estructura de la célula la bicapa lipídica de la membrana de la célula actúa como una barrera, que tiene como objetivo separar el medio dónde la célula vive del medio interno celular. Ahora es sabido que las células deben eliminar desechos procedentes del propio metabolismo y además de esto necesitan nutrientes que se encuentran en el exterior. Para que este  intercambio se realice la membrana celular presenta una permeabilidad selectiva, esto porque permite que las moléculas lipófilas pequeñas traspasen. Aquí es donde entran en juego los tipos de transporte y las modalidades de cada uno, lo que pasaremos a explicar en el siguiente apartado.

Desarrollo

Dentro de las formas de transporte existen 2 tipos:

1.- Transporte Pasivo: Este tipo de transporte no requiere gasto energético, ya que estas moléculas se mueven desde donde existe mayor concentración hacia donde hay una menor. Este se suscita cuando se efectúa un movimiento de carácter aleatorio por medio de los espacios de la membrana o junto a proteínas transportadoras. Podemos identificar tres modalidades de transporte:

1.1 Difusión Simple: Cuando las moléculas se encuentran en solución mantienen energía cinética, por lo que existen movimientos que se realizan al azar. Ahora esta difusión es una mezcla de moléculas, generada por su energía cinética cuando en una parte de la solución la concentración de las moléculas se encuentra más elevada.

Este proceso de difusión ocurre hasta que la concentración es igual en todas partes, mientras más energía cinética exista más rápida será la difusión, así como también influye el tamaño de la molécula (mientras más pequeña mejor) y el gradiente de concentración (de mayor a menor concentración).

Existen ciertas sustancias como los esteroides, el agua y el oxígeno, entre otros, que atraviesan la membrana celular por medio de difusión, donde son disueltos en la capa de fosfolípidos. Además de estas existen ciertas sustancias iónicas que también son capaces de cruzar la membrana mediante difusión, esto por medio de los canales que están constituidos por proteínas integrales, los cuales se encuentran llenas de agua, la mayor diferencia se da en torno a lo que se demora la difusión, ya que por el tamaño pequeño de los canales la difusión es más lenta que la que ocurre por medio de la bicapa. Un ejemplo de estas sustancias iónicas son el k+, Na+ y Ca++.[pic 5]

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1.2 Difusión Facilitada: Utiliza canales, formados por proteínas de membrana, para permitir que las moléculas cargadas pasen de manera libre hacia dentro y hacia afuera de la célula. Estos canales son usados por iones pequeños como K+, Na+, Cl-. Existen tipos de canales iónicos se abren dependiendo de un tipo de señal específica, así es como dependiendo de esto encontramos:

• Canales iónicos dependientes del ligando: La sustancia química que activa  los canales es denominada ligando, este se une a una región receptora de la proteína del canal, por lo tanto la difusión de iones.
• Canales iónicos voltaje-dependientes: Cuando existe un cambio de potencial en la membrana los canales se abren en respuesta, donde la apertura y cierre de estos canales es de suma importancia.
• Canales iónicos mecanodependientes: Estos se activan en respuesta estímulos mecánicos como por ejemplo los que se producen por el roce de un tejido con una superficie o por un campo vibratorio.

Cuando las moléculas son muy grandes para pasar por los canales de la membrana o cuando son insolubles en lípidos como para pasar por la capa de fosfolípidos, como es el caso de algunos monosacáridos como la glucosa, es necesario entonces que el cruce de la membrana plasmática se haga por medio de difusión facilitada ayudada por una proteína transportadora.

Lo primero en este proceso es la unión entre la proteína transportadora y la glucosa, produciendo un cambio de forma para dar paso al azúcar. Cuando la glucosa llega al citoplasma una enzima agrega un grupo fosfato al azúcar (enzima conocida como kinasa), lo que transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. Después de esto las concentraciones de glucosa que mantienen la célula en su interior son muy bajas y el gradiente de concentración favorece a la difusión de la glucosa.

Dentro de las proteínas transportadoras encontramos tres tipos de transporte:        

• Uniporte: Es donde una sola molécula o ión se transporta de un a otro lado.
• Sinporte: Donde ambos solutos son transportados en el mismo sentido.
• Antiport: Se da si los dos solutos diferentes se transportan en sentidos opuestos.

1.3 Osmosis: Por medio de este tipo de transporte pasivo, un disolvente (agua en el caso de los sistemas biológicos) para selectivamente a través de una membrana semipermeable.

Si la concentración de agua es mayor de un lado de la membrana que del otro lado, ésta siempre pasará al lado donde su concentración es menor. Este movimiento que hace el agua a través de esta membrana semipermeable genera una presión hidrostática, la cual recibe por nombre presión osmótica, la cual es necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semipermeable que pueda separar soluciones de diferentes concentraciones.

De acuerdo con el medio en el que se encuentre una célula las osmosis va a variar en diferentes tipos de soluciones, como son:

• Solución Isotónica: Dentro y fuera de la célula las concentraciones de agua y soluto son iguales, por lo que no hay flujo de agua ni hacia fuera de la célula ni hacia dentro de ella. Si la célula está en una solución de carácter isotónica  el movimiento de las moléculas de agua es cero.
• Solución hipotónica: Solución que mantiene una concentración más alta de agua, por lo tanto la concentración del soluto es menor que la que existe dentro de la célula. En este caso el movimiento neto de moléculas de agua hacia el interior provoca que la célula se hinche o hasta estalle. Cuando una célula de tupo vegetal se hincha producto de estar en una solución hipotónica se crea una presión de turgencia, la cual es sumamente importante para mantener la posición rígida y erecta de la planta. los organismos que viven de agua dulce deben evitar que su medio interno se vuelva hipotónico.
• Solución Hipertónica: En este caso la concentración de agua es más baja en la solución, por lo tanto el porcentaje de soluto es más alto que en la célula. Si una célula es colocada en una solución de carácter hipertónica se produce un movimiento neto de moléculas de agua hacia el exterior de la célula, es así como esta se deshidrata y pierde volumen.

2.- Transporte Activo:  Como en el caso anterior existen sustancias necesarias dentro de la célula o que deben ser eliminadas de la misma que no son capaces de atravesar la membrana por su gran tamaño, porque deben vencer un gradiente de concentración o simplemente por llevar una carga eléctrica.

Por esto es que existe el transporte activo, el cual requiere de un aporte de energía por parte de la célula para lograr ir en contra del gradiente y además necesita de proteínas integrales que actúan como bombas alimentadas por ATP en el caso de las moléculas pequeñas o iones y el transporte grueso específico para moléculas de gran tamaño. [pic 7]

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