Difusión
facilitada
Existen proteínas integrales que pueden actuar como transportadores o como
canales, atravesando toda la membrana. Aquellas sustancias que no pueden
atravesar la membrana lo hacen gracias a las proteínas transportadoras
(permeasas o carriers) o por proteínas que forman canales. En este mecanismo
interviene un trasportador que se une a la sustancia a un lado de la membrana,
formando el complejo transportador-soluto, luego la proteína sufre cambios de
conformación que permiten que el soluto sea liberado en la superficie opuesta,
donde la sustancia se disocia del transportador y abandona la membrana. La
unión al soluto es específico modifica la estructura terciaria y cuaternaria de
la proteína, cambiando su conformación espacial. La proteína transportadora
regresa a su estado anterior y puede repetir el ciclo.
La glucosa es llevada por este mecanismo. Existen dos mecanismos: simporte: la
proteína transportadora aprovecha el gradiente iónico, para acoplarse la
glucosa al Na+, ambas son acarreadas en el mismo sentido. Antiporte: esto
ocurre pero en sentido contrario.
Los canales están formados por proteínas integrales de la membrana plasmática
que son polímeros (formados por muchas subunidades). Comunican el citoplasma
con el medio extracelular, son canales muy selectivos y pequeños que permiten el paso de iones
inorgánicos.
También se diferencian canales catiónicos y aniónicos, de acuerdo a la carga
del ion y dentro de ellos hay canales más o menos específicos para los iones
mono o divalentes, y hasta existen canales bastante específicos para cada
especie iónica en particular.Estos iones se mueven de acuerdo con el gradiente
electroquímico. Los canales pueden estar abiertos o cerrados, entonces el flujo
puede ser regulado.
Todas las membranas plasmáticas presentan una diferencia de voltaje a ambos
lados que se conoce como
potencial de reposo de la membrana. Este potencial se debe a una diferencia de
cargas eléctricas que puede generarse por transporte activo, como
en las mitocondrias y en las células vegetales, o por difusión pasiva, como en las células
animales.
Transporte activo por bombas:
Es un proceso donde las moléculas ubicadas en una zona de menor concentración
se trasportan hacia una de mayor concentración, o sea en contra del gradiente, para ello
necesita el aporte de energía, proveniente en general de ATP.
La bomba de Na+ y K+ es la más estudiada, saca K+ de la celula y entra Na+, es
una proteína de membrana que tiene la propiedad de hidrolizar el ATP. El Na
tiene una concentración 10 veces mayor en el exterior de la celula que en el
interior. Por cada ATP hidrolizado entran 2 iones K+ y salen 3 iones Na+.
El gradiente de Na+ que genera y mantiene la bomba es vital para la célula. Es
responsable de mantener el equilibrio hídrizco, y en consecuencia, el volumen
de la célula. Es fundamental en el transporte por difusión facilitada de
monosacáridos y de aminoácidos, interviniendo en varios simportes y antiportes.
Características del transporte por proteínas integrales:
Especificidad: la membrana además de restringir la entrada de las moléculas por
su tamaño y solubilidad, les proporciona a ciertas sustancias químicas un
mecanismo de entrada especial.
Saturación: el flujose incrementa con la concentración extracelular solo hasta
alcanzar la velocidad máxima de entrada. En ese momento el sistema se halla
saturado. Esto ocurre cuando todos los sitios específicos de la membrana se
encuentran totalmente ocupados y operando a su nivel máximo de capacidad.
Competencia: se manifiesta competencia entre moléculas similares, que entran al
sitio con el mismo sitio de transporte.
Transporte en masa:
Los materiales que entran en masa a la celula, lo hacen por endocitosis,
mientras que los que salen, lo hacen a través de exocitosis.
Endocitosis: es un proceso por el cual la membrana plasmática envuelve
partículas que están en el exterior y las introduce en el citoplasma dentro de
una vesícula. Se conocen varios tipos:
Pinocitosis: se da cuando hay sustancias disueltas, las partículas que se
encargan de envolver son en general pequeñas. Hay células que están
permanentemente haciendo este proceso, atrapando porciones de líquido
extracelular.
Fagocitosis: se da cuando las partículas son mayores, en suspensión, por lo que
las vesículas que se forman son mayores. Se da en organismos unicelulares y
también en células pluricelulares. Este proceso comienza por la estimulación de
la superficie que posee receptores (proteínas integrales) en la misma para el
reconocimiento de ciertas moléculas, así fagocita la partícula, formando un
fagosoma.
Endocitosis mediada por receptores: un ejemplo de este mecanismo se da en la
absorción de LDL.
El proceso comienza cuando algunos receptores especializados, en la membrana de
una celula capaz de realizar endocitosis, reciben las moléculasespecíficas que
los estimulan. En general son macromoléculas o complejos moleculares. La
lipoproteína de baja densidad (LDL) es un complejo molecular que contiene
aproximadamente 1500 moléculas de colesterol, rodeadas por una bicapa de
lípidos en las que se encuentra también una proteína de gran tamaño. En la
superficie hay receptores específicos (proteínas intrínsecas) para esta
molécula. Los receptores ocupados migran por la bicapa, en dirección
horizontal, acercándose unos a otros y juntándose en zonas muy ricas en
proteínas. Allí forman las fositas de endocitosis, donde comienza a invaginarse
la membrana, finaliza con la formación del
fagosoma. Este proceso tiene mayor rendimiento que la Pinocitosis.
Exocitosis: consiste en un proceso de exclusión del material intracelular
contenido en vesículas, en general comienza con la llegada de señales desde el
medio, a través de la membrana. Este proceso lleva a poner en contacto la
membrana de la vesícula con la membrana plasmática. Por la fisión y fusión
posterior de las membranas, el contenido de la vesícula saldrá al espacio
extracelular.