2. TRANSPORTE DE LAS MOLÉCULAS A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS.

La membrana celular o plasmática actúa como una barrera semipermeable entre la célula y su medio ambiente externo. A través de ella se llevan a cabo los procesos de absorción y excreción. Mediante la absorción, la célula obtiene las sustancias necesarias, o nutrientes, para llevar a cabo sus funciones metabólicas; la excreción permite la eliminación de los materiales de desecho, así como la salida de algunas sustancias que la célula produce, como por ejemplo la insulina que producen las células del páncreas.

Como se mencionó anteriormente, la membrana celular se caracteriza por su permeabilidad selectiva, es decir, la capacidad para controlar el paso de sustancias a través de ella. El transporte de moléculas pequeñas se lleva a cabo a través de dos mecanismos llamados transporte pasivo y transporte activo, en tanto que para las macromoléculas se utilizan dos procesos específicos denominados endocitosis y exocitosis.

2.1 Transporte pasivo

Se caracteriza por un desplazamiento de sustancias desde un lugar de mayor concentración a otro de menor concentración, sin gasto de energía; la difusión simple, difusión facilitada y ósmosis son ejemplos de este tipo de transporte.

  • Difusión simple: proceso que se define como el "desplazamiento de partículas desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración". La membrana puede ser permeable a un soluto cuando: a) el soluto pasa directamente a través de la bicapa de lípidos y b) porque elsoluto es capaz de atravesar por un poro acuoso.
  • Difusión de agua: se dezplaza con mucha mayor rapidez que los iones y pequeños solutos. por lo que se dice que las membrnas son semipermeables. el agua se mueve rápidamente a través de una membrana semipermeable desde una región de [baja] hasta otra de [alta] de soluto. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis

  • Difusión simple a través de canales Se realiza mediante las denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando, que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal.

  • Difusión facilitada. Permite el transporte de pequeñas moléculas polares, como los aminoácidos, monosacáridos, etc, que al no poder, que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínas reciben el nombre de proteínas transportadoras o permeasas que, al unirse a la molécula a transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.
  • Difusión de iones. Las membranas contienen canales iónicos permeables iones específicos. Tiene un canal formado por proteínas integrales que rodean un poro acuoso. Son sumamente selectivos, solo permiten el paso de un tipo particular de ion. Hay 2 tipos de canales :
  1. Operados por voltaje. El estado de conformación depende de la diferencia iónica en mabos lados de la membrana.
  2. Operados por sustancia químicas. la conformación depende del enlace con una sustancia particular (ligando).
  • Difusión de Glucosa. Se une selectivamente a una proteína que atraviesa la membrana (facilitador de transporte) encargado de facilitar el proceso de difusión. estos facilitadores son específicos para la glucosa y no discrimina entre esteroisoómeros. Su actividad esta regulada dependiendo de la necesidad de la célula. El movimiento es bidireccional, dependiente de la concentración.

2.2 Transporte activo

Se define como el "paso de una sustancia a través de una membrana semipermeable, desde una zona de menor concentración a otra de mayor concentración, con gasto de energía". Para que esto se lleve a cabo se requiere de proteínas transportadoras que actúen como bombas contra el gradiente de concentración, además de una fuente de energía que es el ATP. Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K, y la bomba de Ca.

La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte.

El gradiente de concentración se refiere a la diferencia en la concentración de una sustancia dentro y fuera de la célula.

Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior, con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica

Para el transporte de este tipo de moléculas existen tres mecanismos principales: endocitosis, exocitosis y transcitosis. En cualquiera de ellos es fundamental el papel que desempeñan las llamadas vesículas revestidas. Estas vesículas se encuentran rodeadas de filamentos proteicos de clatrina.


  • Endocitosis: Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir. Se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido. Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen diversos tipos de endocitosis.

  • Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina. (pseudópodos)

  • Fagocitosis. Se forman grandes vesículas revestidas o fagosomas los cuales se fusionan con los lisosomas y constituyen el fagolisosoma, que es el encargado de degradar el material ingerido.

  • Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular. Esto requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen para que pueda ser vertido el contenido de la vesícula al medio. Mediante este mecanismo, las células son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por la célula, o bien sustancias de desecho. En toda célula existe un equilibrio entre la exocitosis y la endocitosis, para mantener la membrana plasmática y que quede asegurado el mantenimiento del volumen celular.

  • Transcitosis. Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar todo el citoplasma celular desde un polo al otro de la célula. Implica el doble proceso endocitosis-exocitosis. Es propio de células endoteliales que constituyen los capilares sanguíneos, transportándose así las sustancias desde el medio sanguíneo hasta los tejidos que rodean los capilares.