TRANSPORTE
DE MATERIALES A TRAVES DE LAS MEMBRANAS PLASMATICAS
Los mecanismos
que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas son
esenciales para la vida y la comunicación de las células.
Para ello, la célula dispone de dos procesos:
-
Transporte
pasivo: cuando no se requiere energía para que la sustancia
cruce la membrana plasmática
-
Transporte
activo: cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía
pasa hacer atravesar la membrana a una sustancia en particular
TRANSPORTE
PASIVO
Los mecanismos
de transporte pasivo son:
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Difusión
simple
-
Osmosis
-
Ultrafiltración
-
Difusión
facilitada
Difusión
Simple
Las moléculas
en solución están dotadas de energía cinética
y, por tanto tienen movimientos que se realizan al azar. La difusión
consiste en la mezcla de estas moléculas debido a su energía
cinética cuando existe un gradiente de concentración,
es decir cuando en una parte de la solución la concentración
de las moléculas es más elevada. La difusión tiene
lugar hasta que la concentración se iguala en todas las partes y
será tanto más rápida cuanto mayor sea energía
cinética (que depende de la temperatura) y el gradiente de concentración
y cuanto menor sea el tamaño de las moléculas.
Algunas
sustancias como el agua, el oxígeno, dióxido de carbono,
esteroides, vitaminas liposolubles, urea, glicerina, alcoholes de pequeño
peso molecular atraviesan la membrana celular por difusión, disolviendose
en la capa de fosfolípidos.
Algunas
sustancias iónicas también pueden cruzar la membrana plasmática
por difusión, pero empleando los canales constituídos por
proteínas integrales llenas de agua. Algunos ejemplos notables son
el Na+, K+, HCO3, Ca++, etc.
Debido al pequeño tamaño de los canales, la difusión
a través de estos es mucho más lenta que a través
de la bicapa fosfolipídica
Osmosis
-
Es otro
proceso de transporte pasivo, mediante el cual, un disolvente - el agua
en el caso de los sistemas biológicos - pasa selectivamente a través
de una membrana semi-permeable. La membrana de las células es una
membrana semi-permeable ya que permite el paso del agua por difusión
pero no la de iones y otros materiales. Si la concentración de agua
es mayor (o lo que es lo mismo la concentración de solutos menor)
de un lado de la membrana es mayor que la del otro lado, existe una tendencia
a que el agua pase al lado donde su concentración es menor.
El
movimiento del agua a través de la membrana semi-permeable genera
un presión hidrostática llamada presión osmótica.
La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir
el movimiento neto del agua a través de una membrana semi-permeable
que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.
La
ósmosis puede entenderse muy bien considerando el efecto de las
diferentes concentraciones de agua sobre la forma de las células.
Para mantener la forma de un célula, por ejemplo un hematíe,
esta debe estar rodeada de una solución isotónica,
lo que quiere decir que la concentración de agua de esta solución
es la misma que la del interior de la célula. En condiciones normales,
el suero salino normal (0.9% de NaCl) es isotónico para los hematíes.
Si
los hematíes son llevados a una solución que contenga menos
sales (se dice que la solución es hipotónica), dado
que la membrana celular es semi-permeable, sólo el agua puede atravesarla.
Al ser la concentración de agua mayor en la solución hipotónica,
el agua entra en el hematíe con lo que este se hincha, pudiendo
eventualmente estallar (este fenómeno se conoce con el nombre de
hemolisis.
Por
el contrario, si los hematíes se llevan a una solución
hipertónica (con una concentración de sales superior
a la del hematíe) parte del agua de este pasará a la solución
produciéndose el fenómeno de crenación y quedando
los hematiés como "arrugados".
Ultrafiltración
En
este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos solutos pasan a través
de una membrana por efecto de una presión hidrostática. El
movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de
menos presión. La ultrafiltración tiene lugar en el cuerpo
humano en los riñones y es debida a la presión arterial generada
por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas moléculas
pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etc) pasen a través
de las membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos
para ser eliminadas en la orina. Las proteínas y grandes moléculas
como hormonas, vitaminas, etc., no pasan a través de las membranas
de los capilares y son retenidas en la sangre.
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