Mecanismos de Transporte Celular y Estructura de la Matriz Extracelular

Transporte a Través de la Membrana Plasmática

A. Transporte Pasivo

El transporte pasivo es un proceso que ocurre a favor del gradiente de concentración (de la zona más concentrada a la menos concentrada).

1. Sin gasto de ATP.
2. Es bidireccional, ya que depende del gradiente.
3. A veces participan proteínas transmembrana.

B. Transporte Activo

El transporte activo es un proceso que ocurre en contra del gradiente de concentración.

1. Con gasto de ATP.
2. Es unidireccional.
3. Siempre participan proteínas transmembrana especializadas, denominadas "bombas".

Tipos de Transporte Pasivo

1. Difusión Simple

No intervienen proteínas transmembrana. El soluto atraviesa la bicapa por sí mismo. Es poco selectiva.

Se transportan por este procedimiento:

• Moléculas apolares pequeñas.
• Moléculas polares pequeñas.
• Moléculas liposolubles.

2. Difusión Facilitada

Intervienen proteínas transmembrana que facilitan el paso del soluto a través de la bicapa. Es más selectiva que la difusión simple.

a) Difusión Facilitada por Proteínas Canal

• Poco selectivo.
• Transporte rápido.
• Las proteínas transmembrana implicadas forman un canal.
• Transportan: Agua (acuoporinas) e iones.

Nota: Aunque el agua y los iones pueden atravesar la bicapa espontáneamente por difusión simple, este es un proceso muy lento. Cuando se requieren con rapidez, el transporte se realiza por proteínas canal.

b) Difusión Facilitada por Proteínas Transportadoras

• Más selectivo.
• Lento.
• Las proteínas transportadoras tienen dos conformaciones: una abierta al exterior (donde se encuentran los sitios de unión para el soluto) y otra abierta al interior (donde se libera el soluto).
• Transportan moléculas grandes.

Tipos de Transporte Activo

La Bomba Sodio-Potasio (Na+/K+)

Una de las bombas iónicas más frecuentes e importantes es la bomba Na+/K+. Este sistema de transporte saca Na+ al exterior de la célula e introduce K+ al interior.

El mantenimiento de estos gradientes interviene de forma decisiva en diversos procesos del organismo, tales como:

• La propagación de señales eléctricas en el nervio y el músculo.
• El transporte activo secundario de otras moléculas.
• El mantenimiento del equilibrio osmótico y el volumen celular. (Si no existiese un mecanismo que compensara la gran concentración molecular interna, se produciría una entrada masiva de agua por ósmosis que hincharía la célula y la haría estallar).

Transporte con Deformación de Membrana (Transporte de Macromoléculas)

Características Generales

1. Implica la incorporación o expulsión de macromoléculas.
2. Hay invaginación o fusión de la membrana que envuelve a las partículas.
3. Es un proceso activo (requiere gasto de ATP).
4. Las vesículas suelen estar reforzadas por proteínas como la clatrina.

Endocitosis

Etapas de la Endocitosis

1. Fijación de la macromolécula a la membrana.
2. Invaginación de la membrana que envuelve a las partículas.
3. Formación de la vesícula y su posterior unión con un lisosoma primario.
4. Digestión del contenido y reciclaje de la membrana.

Tipos de Endocitosis

1. Pinocitosis (Endocitosis de Fluidos)

• Forma vesículas pequeñas (pinocitos).
• Común en macrófagos y protozoos.
• Introduce líquido o sustancias disueltas en líquido.

2. Fagocitosis (Endocitosis de Sólidos)

• Forma vesículas grandes (fagosomas).
• Común en macrófagos y protozoos.
• Introduce: Nutrientes, restos celulares o microorganismos.
• Función principal: Nutrición y defensa.

Exocitosis

Proceso que permite a la célula la expulsión de materiales de gran tamaño.

Estos materiales suelen viajar a través del citoplasma en el interior de vesículas de naturaleza membranosa, que se producen por gemación en la Red Trans del Aparato de Golgi. Estas vesículas acaban fusionándose con la membrana plasmática y vaciando su contenido en el exterior celular.

Matriz Extracelular y Paredes Celulares

Definición y Origen

La matriz extracelular es una compleja red de macromoléculas que constituye el medio donde se apoyan e interactúan las células de los tejidos animales, especialmente los tejidos conectivos.

Origen

Producida principalmente por los fibroblastos y otras células especializadas de los diferentes tejidos conectivos.

Composición de la Matriz Extracelular

1. Fibras Proteicas

• Colágeno: Fibras gruesas, muy resistentes a la tensión.
• Elastina: Fibras finas y elásticas.
• Fibronectina: Glucoproteína fibrosa que forma una red en la matriz extracelular y se conecta con las fibras del citoesqueleto.

2. Matriz de Polisacáridos (Sustancia Fundamental)

Compuesta por glucoproteínas y proteoglicanos. Es un material gelatinoso muy hidratado porque contiene radicales sulfato y carboxilos, a los que se une el H₂O.

Funciones de la Matriz Extracelular

• Soporte: Sirve de soporte estructural a los tejidos.
• Organización: Organiza la distribución de las células en el tejido.
• Difusión: Facilita el intercambio de sustancias entre células.
• Migración: Interviene en la migración celular.
• Identificación y Proliferación: Interviene en la identificación celular y en la proliferación.