TRANSPORTE ACTIVO Y OTROS PROCESOS ACTIVOS

Algunas sustancias que son necesarias en el interior de la c�lula o que deben ser eliminadas de la misma no pueden atravesar la membrana celular por ser muy grandes, llevar una carga el�ctrica o porque deben vencer un gradiente de concentraci�n. Para estos casos, la naturaleza ha desarrollado el transporte activo, un proceso que consume energ�a y que requiere del concurso de prote�nas integrales que act�an como "bombas" alimentadas por ATP, para el caso de mol�culas peque�as o iones y el transporte grueso espec�fico para mol�culas de gran tama�o como prote�nas y polisac�ridos e incluso c�lulas enteras como bacterias y hemat�es.

Transporte activo:

Por este mecanismo pueden ser transportados hacia el interior o exterior de la c�lula los iones H+ (bomba de protones) Na+ y K+ (bomba de sodio-potasio), Ca++ , Cl-, I, amino�cidos y monosac�ridos. Hay dos tipos de transporte activo:

Transporte activo primario: en este caso, la energ�a derivada del ATP directamente empuja a la sustancia para que cruce la membrana, modificando la forma de las prote�nas de transporte (bomba) de la membrana plasm�tica. El ejemplo m�s caracter�stico es la bomba de Na+/K+, que mantiene una baja concentraci�n de Na+ en el citosol extray�ndolo de la c�lula en contra de un gradiente de concentraci�n. Tambi�n mueve los iones K+ desde el exterior hasta el interior de la c�lula pese a que la concentraci�n intracelular de potasio es superior a la extracelular. Esta bomba debe funcionar constantemente ya que hay p�rdidas de K+ y entradas de Na+ por los poros acuosos de la membrana.

Esta bomba act�a como una enzima que rompe la mol�cula de ATP y tambi�n se llama bomba Na+/K+-ATPasa. Todas las c�lulas poseen cientos de estas bombas por cada um2 de membrana. Su mecanismo de acci�n se muestra esquem�ticamente en la figura

Transporte activo secundario: La bomba de sodio/potasio mantiene una importante diferencia de concentraci�n de Na+ a trav�s de la membrana. Por consiguiente, estos iones tienen tendencia a entrar de la c�lula a trav�s de los poros y esta energ�a potencial es aprovechada para que otras mol�culas, como la glucosa y los amino�cidos, puedan cruzar la membrana en contra de un gradiente de concentraci�n. Cuando la glucosa cruza la membrana en el mismo sentido que el Na+, el proceso se llama Symporte o cotransporte ; cuando los hacen en sentido contrario, el proceso se llama Antiporte o contratransporte

Transporte Grueso

Algunas sustancias m�s grandes como polisac�ridos, prote�nas y otras c�lulas cruzan las membranas plasm�ticas mediante verios tipos de transporte grueso:

Endocitosis: es el proceso mediante el cual la sustancia es transportada al interior de la c�lula a trav�s de la membrana. Se conocen tres tipos de endocitosis:

Fagocitosis: en este proceso, la c�lula crea una proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudopodos que rodean la part�cula s�lida. Una vez rodeada, los pseudopodos se fusionan formando una ves�cula alrededor de la part�cula llamada ves�cula fagoc�tica o fagosoma. El material s�lido dentro de la ves�cula es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los lisosomas. Los gl�bulos blancos constituyen el ejemplo m�s notable de c�lulas que fagocitan bacterias y otras sustancias extra�as como mecanismo de defensa.

Pinocitosis: en este proceso, la sustancia a transportar es una gotita o v�sicula de l�quido extracelular. En este caso, no se forman pseud�podos, sino que la membrana se repliega creando una ves�cula pinoc�tica. Una vez que el contenido de la ves�cula ha sido procesado, la membrana de la vesicula vuelve a la superficie de la c�lula.
De esta forma hay un tr�fico constante de membranas entre la superficie de la c�lula y su interior.

Endocitosis mediante un receptor : este es un proceso similar a la pinocitosis, con la salvedad que la invaginaci�n de la membrana s�lo tiene lugar cuando una determinada mol�cula, llamada ligando, se une al receptor existente en la membrana. Una vez formada la ves�cula endoc�tica est� se une a otras ves�culas para formar una estructura mayor llamada endosoma. Dentro del endosoma se produce la separaci�n del ligando y del receptor: Los receptores son separados y devueltos a la membrana, mientras que el ligando se fusiona con un liposoma siendo digerido por las enzimas de este �ltimo. Aunque este mecanismo es muy espec�fico, a veces mol�culas extra�as utilizan los receptores para penetrar en el interior de la c�lula. As�, el HIV (virus de la inmunodeficiencia adquirida) entra en las c�lulas de los linfocitos uni�ndose a unas glicoprote�nas llamadas CD4 que est�n presentes en la membrana de los mismos.

Las ves�culas endoc�ticas se originan en dos �reas espec�ficas de la membrana:

1. Los "hoyos recubiertos" ("coated pits") son invaginaciones de la membrana donde se encuentran los receptores .
2. Los cave�los son invaginaciones tapizadas por una prote�na especializada llamada caveolina, y parece que juegan diversos papeles:

   La superficie de los cav�olos disponen de receptores que pueden concentrar sustancias del medio extracelular

   Se utilizan para transportar material desde el exterior de la c�lula hasta el interior mediante un proceso llamado transcitosis. Esto ocurre, por ejemplo, en las c�lulas planas endoteliales que tapizan los capilares sangu�neos.

   Est�n implicados en el proceso de env�o de se�ales intracelulares: la uni�n de un ligando a los receptores de los cave�los pone en marcha un mecanismo intracelular de env�o de se�ales

Exocitosis: Durante la exocitosis, la membrana de la ves�cula secretora se fusiona con la membrana celular liberando el contenido de la misma. Por este mecanismo las c�lulas liberan hormonas (p.ej. la insulina), enzimas (p.ej. las enzimas digestivas) o neurotransmisores imprescindibles para la transmisi�n nerviosa.