Transporte a través de las membranas: mecanismos y funciones

Transporte a través de las membranas

Las células disponen de mecanismos de transporte a través de su membrana plasmática.

Se distinguen tres modalidades: transporte pasivo, transporte activo y transporte mediado por vesículas.

Transporte pasivo

Este tipo de transporte se produce de manera espontánea, sin gasto energético por parte de la célula.

Ocurre a favor del gradiente electroquímico, es decir, las moléculas se desplazan por difusión desde la zona de mayor concentración hasta la de menor concentración.

El transporte pasivo se puede llevar a cabo mediante dos mecanismos: difusión simple y difusión facilitada.

Difusión simple

Las moléculas atraviesan libremente la membrana plasmática.

Difusión facilitada

Los iones y las moléculas polares o cargadas no pueden atravesar el entorno hidrofóbico de la bicapa, por lo que intervienen las siguientes proteínas, sin gasto energético:

• Proteínas canal: Forman poros de apertura regulable en la membrana.
• Proteínas permeasas: Se unen a las moléculas en un lado de la membrana.

Transporte activo

No se da de forma espontánea, requiere un gasto energético por parte de la célula.

Se produce en contra del gradiente electroquímico: las moléculas son bombeadas con la intervención de proteínas transmembrana, denominadas ATPasas, desde la zona de menor concentración hasta la de mayor concentración.

Las ATPasas obtienen la energía para poder realizar el transporte en contra del gradiente mediante la hidrólisis del ATP.

Bombas iónicas: la bomba de Na+-K+

Las bombas iónicas son ATPasas especializadas en el transporte activo de iones a través de la membrana.

La más importante es la bomba de Na+-K+, que está presente en todas las membranas de las células animales.

Esta bomba mantiene unas concentraciones más altas de K+ en el interior de la célula y de Na+ en el exterior, ya que, por cada ATP hidrolizado, bombea tres cationes Na+ al exterior e introduce dos cationes K+ al interior de la célula.

Funciones de la bomba de Na+-K+ son:

• Mantener el equilibrio osmótico y el volumen celular.
• Generar y mantener el potencial eléctrico de la membrana celular.

Transporte mediado por vesículas

El transporte de macromoléculas y de partículas de gran tamaño implica unas deformaciones de la membrana plasmática que son visibles al microscopio electrónico. Tiene lugar a través de vesículas rodeadas de membrana, en cuyo interior se desplazan las sustancias que entran o salen de la célula. Existen dos modalidades: endocitosis y exocitosis.

Endocitosis:

Es la entrada de partículas al citoplasma celular mediante las vesículas que se han formado a partir de la membrana plasmática. Según la naturaleza de las partículas englobadas y del tipo de vesícula que se origine, se distinguen tres mecanismos de endocitosis: fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por receptor.

Fagocitosis

Es la entrada en la célula de partículas grandes mediante la emisión de expansiones citoplasmáticas por membrana, que se llaman seudópodos. Estos rodean a la partícula, de modo que queda incorporada al interior de la célula en una gran vesícula, el fagosoma, que se fusionará después con un lisosoma para la digestión celular.

Pinocitosis

Consiste en la captación de fluidos extracelulares o macromoléculas a través de la invaginación de la membrana plasmática, así se forman pequeñas depresiones denominadas caveolas en las que se quedan esos compuestos. Posteriormente, la invaginación se estrangula y se transforma en una vesícula de pinocitosis interior.

Exocitosis:

Es la expulsión de partículas, incluidas en una vesícula, al exterior de la célula. Estas partículas son sustancias de desecho o metabolitos que fabrica la célula y que se destinan a regular el funcionamiento de otras células. Una vez que la sustancia se ha incluido en una vesícula de exocitosis, esta emigra hacia la superficie celular, hasta que entra en contacto con la membrana plasmática. En este momento, la membrana de la célula y la de las vesículas se fusionan, de modo que el contenido de la vesícula se libera al medio extracelular y la membrana de la vesícula se incorpora a la membrana plasmática.