Asimetría, glicocáliz y transporte pasivo en la membrana plasmática

Resumen

El texto explica la asimetría de la bicapa lipídica de la membrana plasmática, es decir, las diferencias de composición entre su cara externa e interna, y la función del glicocáliz en la protección y el reconocimiento celular. Además, describe las funciones básicas de la membrana y el transporte pasivo de moléculas pequeñas, por difusión simple y difusión facilitada.

Puntos clave

La membrana plasmática es asimétrica: la cara externa contiene fosfatidilcolina y esfingomielina, mientras que la cara interna tiene sobre todo fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina.
La cara citoplasmática tiene carga electroquímica negativa por la abundancia de fosfatidilserina.
Solo la cara externa de la bicapa contiene glucolípidos y glucoproteínas.
El glicocáliz es una capa de glúcidos asociada a la parte exterior de la membrana que participa en la protección y en el reconocimiento y adhesión celular.
La membrana controla el transporte de sustancias y los contactos entre células.
El transporte pasivo no requiere ATP y se divide en difusión simple (gases y agua) y difusión facilitada (glúcidos, aminoácidos e iones mediante proteínas transmembrana).

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Estructura Asimétrica de la Membrana Plasmática

La cara citoplasmática y la cara externa de la bicapa lipídica no son iguales, sino que presentan diferencias significativas en su composición química. Estudios realizados en eritrocitos humanos han revelado estas disparidades.

Características de la Asimetría Lipídica

En la cara externa predominan los fosfolípidos fosfatidilcolina y esfingomielina, mientras que en la cara interna los más abundantes son la fosfatidilserina y la fosfatidiletanolamina.
En la cara citoplasmática predomina una carga electroquímica negativa, debido a la abundancia de fosfatidilserina.
Los ácidos grasos de los fosfolípidos de la cara citoplasmática tienen más dobles enlaces que los de la cara externa y, por ello, están más curvados.
Solo hay glucolípidos y glucoproteínas en la cara externa de la bicapa.

Por este motivo, decimos que la membrana es asimétrica. Estas diferencias se generan ya en el momento de la síntesis de la membrana y son útiles para diversas actividades celulares.

El Glicocáliz: Composición y Funciones

Es frecuente que las células eucariotas tengan asociada a la parte exterior de la membrana plasmática una capa llamada glicocáliz, que puede alcanzar hasta 50 μm de espesor. Está compuesta por cadenas de glúcidos unidas a las proteínas de membrana, a los fosfolípidos de la capa externa, o bien a ambos.

Muchos de los componentes del glicocáliz son secretados por las células y, más tarde, quedan adheridos a la superficie de la membrana.

Funciones del Glicocáliz

El glicocáliz desarrolla una función de protección y participa en las reacciones de reconocimiento y adherencia entre las células.

Funciones Esenciales de la Membrana Celular

La membrana mantiene la integridad estructural de la célula; pero, además, también controla dos funciones básicas:

El transporte de sustancias a través de ella.
Los contactos entre las células.

Transporte de Sustancias a Través de la Membrana

Para poder llevar a cabo todas las funciones metabólicas, las células han de intercambiar sustancias con el medio exterior. Para ello, existen varios mecanismos de transporte que tienen lugar en las células.

Transporte de Moléculas Pequeñas

Dentro de este tipo de mecanismos de transporte, distinguiremos entre transporte pasivo y transporte activo.

Transporte Pasivo

El transporte pasivo es un tipo de transporte que no requiere gasto de energía (ATP) y presenta dos modalidades:

1. Difusión Simple

Algunas moléculas pequeñas y sin carga electroquímica, como el oxígeno (O₂), el nitrógeno (N₂), el dióxido de carbono (CO₂) y también el agua (H₂O), se difunden rápidamente a través de la bicapa lipídica, a favor de su gradiente de concentración.
El paso se produce aprovechando las aperturas que aparecen por el desplazamiento de los fosfolípidos.

2. Difusión Facilitada

Las moléculas que no pueden atravesar la bicapa lipídica, como los glúcidos, los aminoácidos o los iones, pasan a través de la membrana a favor del gradiente electroquímico o de concentración.
Este proceso se realiza mediante proteínas transmembrana, que pueden ser:
- Proteínas de canal: Que forman poros acuosos por los que pasan algunos solutos.
- Proteínas transportadoras: Que se unen a la sustancia que se debe transportar y sufren un cambio de conformación para permitir el paso de la sustancia a través de la membrana.
Existen diversas modalidades para este tipo de transporte.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa que la membrana plasmática sea asimétrica?

Significa que la cara externa y la cara citoplasmática de la bicapa lipídica tienen composiciones químicas distintas. Estas diferencias se generan ya en el momento de la síntesis de la membrana.

¿Qué es el glicocáliz y para qué sirve?

El glicocáliz es una capa de cadenas de glúcidos unida a proteínas y fosfolípidos de la cara externa de la membrana. Desempeña funciones de protección y participa en el reconocimiento y la adherencia entre células.

¿Qué diferencia hay entre difusión simple y difusión facilitada?

La difusión simple atraviesa directamente la bicapa lipídica y afecta a moléculas pequeñas sin carga como O₂, CO₂, N₂ y H₂O. La difusión facilitada necesita proteínas transmembrana, de canal o transportadoras, y la usan glúcidos, aminoácidos e iones.