Transporte de membrana celular.

Las sustancias se mueven a través de las membranas celulares. Ejemplo de ello son  los gases respiratorios (O2 y CO2), nutrientes (glucosa, lípidos, iones como el Na+ y K+).

Su movimiento puede tener dos direcciones:

• Hacia afuera de la célula, es decir se mueve hacia el espacio o medio extracelular. 
• Hacia adentro de la célula, es decir se mueve hacia el espacio o medio intracelular.

Casi siempre cuando se habla de transporte se hace alusión al que ocurre en la membrana plasmática de la célula, pero se sabe que lo mismo sucede en el resto de las membranas de las organelas intracelulares.
Las características de la membrana plasmática van  a hacer posible el transporte (recordemos: bicapa de fosfolípidos, colesterol y proteínas)


Factores que condicionan el transporte de membrana

El transporte depende de:

• Características de la sustancias: solo atraviesan la membrana las sustancias de pequeño tamaño, sin carga o con características lipídicas. El resto requiere la presencia de proteínas transportadoras, canales o del transporte vesicular (como las proteínas que poseen un gran tamaño).

• Gradiente de concentración: diferencia de concentración (cantidad) de la sustancias a un lado y al otro de la membrana. Una sustancia se mueve a favor de su gradiente de concentración cuando se desplaza del sitio donde más abunda hacia el que menos abunda o adonde se encuentra en menor cantidad. Una sustancia se mueve en contra de su gradiente de concentración cuando se desplaza o mueve desde el sitio donde menos abunda hacia el qué más abunda o adonde se encuentra en mayor cantidad.
• Energía:cuando una sustancia se mueve a favor de su gradiente de concentración no necesita energía el transporte. Cuando lo hace en contra de su gradiente de concentración requiere energía. La energía la da una molécula, un nucleótido modificado, denominado ATP (adenosintrifosfato)

Tipos de transporte de membrana

Existen dos tipos principales de transporte de membrana:

• Transporte pasivo: las sustancias se mueven a favor de su gradiente de concentración, por lo que el transporte no requiere energía.
• Trasporte activo: las sustancias se mueven en contra de su gradiente de concentración, por lo que el transporte requiere energía.

A su vez el transporte pasivo se divide en dos:

• Difusión simple: las sustancias atraviesan directamente la membrana (O2, CO2, lípidos, alcohol) El H2O lo hace a través de proteínas denominadas acuaporinas.

• Difusión facilitada: debido a las características de las sustancias (glucosa, aminoácidos e iones como el Na+, H+, K+) se necesita una proteína transportadora o una proteína canal para que se realice el trasporte aún moviéndose a favor de su gradiente de concentración.

 El transporte activo también se divide en dos:

• Transporte activo primario: mueve sustancias en contra de su gradiente de concentración y utiliza energía. El fiel ejemplo de este tipo de transporte es la Bomba de Na+-K+. 

Esta proteína es la encargada de mantener niveles de sodio altos fuera de la célula y niveles de potasio altos en el interior celular. Para cumplir dicha función, transporta tres iones Na+ hacia afuera por cada dos iones K+ hacia adentro utilizando energía en forma de ATP.

Nota: en la imagen superior se observa el funcionamiento de la Bomba de Na+-K+

• Transporte activo secundario: mueve las sustancias utilizando el gradiente de concentración creado por el transporte primario.

Existen dos tipos:

• Cotransporte: una sustancia se mueve  a favor de su gradiente de concentración y arrastra a otra consigo. Ejemplo de ello es el cotransporte Na+/glucosa. El gradiente de concentración del sodio lo creo la bomba de Na+-K+

• Contratansporte: una sustancia se mueve a favor de su gradiente de concentración, como el sodio hacia el interior de la célula y otra se transporta en contra es decir hacia el exterior de la célula. Ejemplo de ello es el contratansporte Na+/ Ca +2.  El gradiente de concentración creado por el transporte primario hace que el sodio ingrese a la célula y el calcio salga hacia el exterior.

Transporte vesicular

Cuando una sustancia no puede pasar por la membrana mediante el transporte pasivo o activo, debido a que es de gran tamaño como las proteínas, es trasportada a través del trasporte vesicular.
En este tipo de transporte se utilizan vesículas (sacos membranosos) y energía en forma de ATP.

Existen dos tipos de transporte vesicular:

• Exocitosis: (hacia el exterior celular) el producto que se va a liberar se empaqueta en una vesícula creada mayoritariamente en el Aparato de Golgi. La sustancia dentro de la vesícula emigra a la membrana plasmática. La vesícula se fusiona con la membrana liberando la sustancia al exterior celular. Ejemplo de ello es la producción y transporte de hormonas o desechos hacia el exterior de la célula.   

• Endocitosis: (hacia el interior de la célula) el producto se empaqueta desde el exterior de la célula en una vesícula que luego en el interior celular va a fusionarse con alguna membrana. Un ejemplo de ello es cuando un glóbulo blanco capta una bacteria o célula muerta, la empaqueta en una vesícula que luego se va a fusionar con la membrana de los lisosomas. En los lisosomas el contenido de la vesícula va a ser digerido. A este proceso se lo denomina fagocitosis y es parte de las actividades de defensa del cuerpo humano que realizan los glóbulos blancos o leucocitos. El glóbulo blanco crea proyecciones de la membrana y el citosol (parte líquida del citoplasma) denominadas pseudópodos que rodean a la partícula a ser ingerida. Una vez rodeada la partícula, los pseudópodos se fusionan formando una vesícula, que luego se fusionara con los lisosomas. La pinocitosis es otro tipo de endocitosis, pero lo que se transporta es líquido o lípidos hacia el interior celular a través de vesículas.

También se puede producir transporte vesicular en el interior celular.