Mecanismos de Transporte Activo en la Membrana Celular: Bomba Na/K y Cotransporte

Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio (Bomba Na/K)

Artículo principal: Bomba sodio-potasio

La bomba de sodio y potasio se encuentra en todas las células del organismo. En cada ciclo, consume una molécula de ATP y es la encargada de transportar dos iones de potasio hacia el interior de la célula, mientras bombea simultáneamente tres iones de sodio desde el interior hacia el exterior (exoplasma).

Dado que tanto el sodio como el potasio poseen cargas positivas, el resultado neto es el ingreso de dos cargas positivas y el egreso de tres. Esto provoca una pérdida de la electropositividad interna, convirtiendo al medio intracelular en un entorno electronegativo con respecto al medio extracelular.

En el caso particular de las neuronas en estado de reposo, esta diferencia de cargas a ambos lados de la membrana se denomina potencial de membrana o potencial de reposo. Esta bomba participa activamente en el impulso nervioso, ya que permite restablecer el estado de reposo tras la despolarización.

Transporte activo secundario o cotransporte

Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular por sí mismas, tales como los aminoácidos y la glucosa. La energía requerida para este proceso deriva del gradiente de concentración de los iones sodio establecido en la membrana celular (como el gradiente producido por el sistema glucosa/sodio del intestino delgado).

Intercambiador calcio-sodio

• Función: Es una proteína de la membrana celular presente en todas las células eucariotas. Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca²⁺) hacia el exterior de la célula empleando el gradiente de sodio.
• Finalidad: Mantener la baja concentración de Ca²⁺ en el citoplasma, la cual es unas diez mil veces menor que en el medio externo. Por cada catión Ca²⁺ expulsado, penetran tres cationes Na⁺ al interior celular.¹
• Importancia biológica: Las variaciones en la concentración intracelular de Ca²⁺ actúan como un segundo mensajero en respuesta a diversos estímulos, interviniendo en procesos críticos como:
  • Contracción muscular.
  • Expresión genética.
  • Diferenciación celular.
  • Secreción y funciones neuronales.
• Regulación: Dada la variedad de procesos metabólicos regulados por el calcio, un aumento excesivo de su concentración en el citoplasma puede provocar un funcionamiento anormal. Si la concentración de Ca²⁺ en la fase acuosa del citoplasma se aproxima a un décimo de la del medio externo, el trastorno metabólico resultante conduce a la muerte celular. El calcio es el mineral más abundante del organismo y cumple múltiples funciones vitales.²