En el mundo viviente se encuentran básicamente dos tipos de células: Las procarióticas y las eucarióticas.

1.1.- Las células procariotas (del griego pro, antes de; karyon, núcleo) carecen de un núcleo bien definido. b) Las células eucariotas (del griego eu, verdadero y karyon, núcleo), contienen un núcleo rode ado por una doble membrana y conforman las otras células del mundo animal y vegetal. En las células eucarióticas, el material genético ADN, esta incluido en un núcleo, rodeado por una membrana nuclear. Estas células presentan también varios organelos limitados por membranas que dividen el citoplasma celular en varios compartimientos, como son los cloroplastos, las mitocondria, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, vacuolas, etc. Entre las células eucariotas y procariotas, hay diferencias fundamentales en cuanto a tamaño y organización interna:

Las procarióticas, que comprenden bacterias y cianobacterias (antes llamadas algas verde azuladas), son células pequeñas y de estructura sencilla; el material genético está concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana que separe esa zona del resto de la célula.

Las eucarióticas, que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos, plantas, hongos y animales, son muchos mayores y tienen el material genético envuelto por una membrana que forma el núcleo. De hecho, el término eucariótico deriva del griego núcleo verdadero, mientras que procariótico significa antes del núcleo.� � � �

1.2.- Célula eucariótica: Las células que existen en nuestro organismo se destacan por tener una gran cantidad de formas y funciones específicas, pero con una estructura interna común. Uno de sus componentes es la membrana plasmática, que se encarga de mantener y delimitar lo que entra y sale de la célula, siendo la frontera entre lo intracelular y lo extracelular. Como el resto de las membranas celulares, posee una composición química de fosfolípidos y proteínas.Casi todas las células bacterianas, y también vegetales, están además encapsuladas en una pared celular gruesa y sólida compuesta de polisacáridos (el mayoritario en las plantas superiores es la celulosa). La pared celular, que es externa a la membrana plasmática, mantiene la forma de la célula y la protege de daños mecánicos, pero también limita el movimiento celular y la entrada y salida de materiales. Claro que en el caso de las células humanas, estas no tienen pared celular.

 

a) Orgánelos celulares

a) El núcleo: Es el centro de control de la célula, donde se encuentra la mayor parte de la información hereditaria de esta.

Se encuentra delimitado por una membrana doble o carioteca, el núcleo contiene un material fibrilar llamado cromatina, la cual se condensa cada vez que la célula se divide y da origen a los cromosomas, que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos.

b) El nucleolo: Se encuentra en el interior del núcleo, contiene gran cantidad de ácido ribonucleico (ARN), precursor de la composición de los ribosomas que hay en el citoplasma, que intervienen en la síntesis de proteínas. El número y tamaño de estos varía según las necesidades ribosomales de cada célula.

c) El citoplasma es la parte clara que comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo.

Tiene una consistencia viscosa y consta de dos partes esenciales: citoplasma fundamental y órganoides celulares e inclusiones.

La primera parte se reduce a una solución acuosa formada por varios iones y sustancias orgánicas que la célula incorpora para los procesos biológicos que se realizan en su interior, además de productos de desecho que elimina, consecuencia del mismo proceso.

b) Organoides:

Aparato de Golgi: Es un complejo sistema compuesto de vesículas y sacos membranosos, que en las células vegetales se llama dictiosoma. Una de sus funciones principales es la secreción de productos celulares, como hormonas, enzimas digestivas, materiales para construir la pared, entre otros.

Retículo endoplasmático: Es una red de túbulos y sacos planos y curvos encargada de transportar materiales a través de la célula; su parte dura es el lugar de fijación de los ribosomas; el retículo liso es el sitio donde se produce la grasa y se almacena el calcio.

El retículo endoplasmático está disperso por todo el citoplasma.

Los materiales sintetizados son almacenados y luego trasladados a su destino celular.

Lisosomas: Son organoides limitados por una membrana; las poderosas enzimas que contiene degradan los materiales peligrosos absorbidos en la célula, para luego liberarlos a través de la membrana celular.

Es decir, los lisosomas constituyen el sistema digestivo de la célula.

Mitocondrias: Son conocidas como la central eléctrica de la célula, permitiendo la respiración y la descomposición de grasas y azúcares para producir energía. Poseen una doble membrana: membrana externa, que da hacia el citoplasma, y membrana interna, que da hacia la matriz o interior de la mitocondria.

Su principal función es aprovechar la energía que se obtiene de los diversos nutrientes y transmitirla a una molécula capaz de almacenarla, el ATP (adenosintrifosfato).

Esta energía se obtiene mediante la deshidrogenización de los combustibles.

El hidrógeno sustraído es transportado a través de varias moléculas, que constituyen la cadena respiratoria, hasta el oxígeno, con el que forma agua.

En el proceso de respiración se genera energía, que es acumulada por el ATP, el cual puede ser enviado a cualquier parte de la célula que necesite aporte energético; allí el ATP se descompone y la libera.

Cloroplastos: Son orgánulos aún mayores y se encuentran en las células de plantas y algas, pero no en las de animales y hongos.

Su estructura es todavía más compleja que la mitocondria; además de las dos membranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos formados por membranas que encierran el pigmento verde llamado clorofila.

Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una función aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre la fotosíntesis.

Este proceso, acompañado de liberación de oxígeno, consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñas y ricas en energía.

De esta forma, los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como el oxígeno que utilizan las mitocondrias.

Vacuolas: Son unos saquitos de diversos tamaños y formas rodeados por una membrana.

Generalmente se pueden ver en el citoplasma de las células eucarióticas, sobre todo en las células vegetales.

Se encargan de transportar y almacenar materiales ingeridos, así como productos de desecho y agua.

Centríolos y cuerpos básales: Estas estructuras, a diferencia de las anteriores, no tienen membrana.

Casi siempre se presentan de a pares y se hacen visibles cuando la célula entra en división, en una posición perpendicular entre ambos.

De estructura tubular y hueca, sus paredes están constituidas por microtúbulos, de los que emerge el aparato miótico necesario para la división celular.

Los cuerpos básales solo se diferencian de los centríolos en función, no así en forma.

Microtúbulos: Son cilindros muy delgados que carecen de membrana.

Además de ser los componentes básicos de los centríolos, cuerpos básales, cilios y flagelos, tienen la función de conservar y regular la forma celular y los movimientos intracelulares.

Microfilamentos: son finos hilos de naturaleza proteica y, al igual que los microtúbulos, están involucrados en la variación de la forma celular y movimientos intracelulares.

 

Esta membrana, llamada también membrana celular, es la que rodea toda la parte exterior de la célula. Está compuesta de dos capas de moléculas de lípidos y de proteínas, que se desplazan lateralmente dentro de ciertos límites.

La membrana celular se caracteriza porque:

Rodea a toda la célula y mantiene su integridad.

Está compuesta por dos sustancias orgánicas: proteínas y lípidos, específicamente fosfolípidos.

Los fosfolípidos están dispuestos formando una doble capa, donde se encuentran sumergidas las proteínas.

Es una estructura dinámica.

Es una membrana semipermeable o selectiva, esto indica que sólo pasan algunas sustancias (moléculas) a través de ella.

Tiene la capacidad de modificarse y en este proceso forma poros y canales.

a) Funciones:

Regula el paso de sustancias hacia el interior de la célula y viceversa. Esto quiere decir que incorpora nutrientes al interior de la célula y permite el paso de desechos hacia el exterior.

Como estructura dinámica, permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de otras.

Aísla y protege a la célula del ambiente externo.

 

Se caracteriza porque:

Es una estructura celular que se ubica entre la membrana celular y el núcleo. Contiene un conjunto de estructuras muy pequeñas, llamadas organelos celulares. Está constituido por una sustancia semilíquida. Químicamente, está formado por agua, y en él se encuentran en suspensión, o disueltas,

distintas sustancias como proteínas, enzimas, líquidos, hidratos de carbono, sales minerales.

a) Funciones

Nutritiva: Al citoplasma se incorporan una serie de sustancias, que van a ser transformadas o desintegradas para liberar energía.

De almacenamiento: En el citoplasma se almacenan ciertas sustancias de reserva.

Estructural: El citoplasma es el soporte que da forma a la célula y es la base de sus movimientos.

1.5.- LAS DIFERENCIAS ENTRE LAS CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES SON:

Tanto la célula vegetal como la animal poseen membrana celular, pero la célula vegetal cuenta, además, con una pared celular de celulosa, que le da rigidez.

La célula vegetal posee cloroplastos, la animal no. La presencia de este organelo permite que los vegetales sean autótrofos.

La célula vegetal presenta vacuolas grandes y centrales, en cambio, las de la animal son pequeñas.

1.6 LA MEMBRANA PLASMATICA Y EL GLUCOCALIX O CUBIERTA CELULAR: COMPOSICION QUIMICA, ESTRUCTURA Y FUNCIONES.

Toda célula esta constantemente rodeada por una membrana que recibe el nombre de membrana celular, membrana plasmática o plasmalemma.

Fíjese en lo siguiente:

Además de plasmalemma, la célula posee otro sistema de membrana nuclear y los organelos membranosos (REC, SER, Golgi, mitocondrias, lisosomas, peroxisomas y vesículas cubiertas).

Mientras el plasmalemma delimita la célula como en todos los restantes sistemas membranosos delimitan dentro de las células diferentes comportamientos, permitiendo así una separación de funciones.

Vale decir: en cada compartimiento intracelular, delimitado por membranas, se realiza con máxima eficacia determinando número y tipos de funciones.

las membranas biológicas no son funcionalmente inertes ni tampoco se limitan desde el punto fisiológico, como se pensó en un principio, a servir de barreras de permeabilidad, � �permitiendo una composición química diferente entre la célula y su entorno y entre un comportamiento intracelular y el vecino.

Por el contrario: las membranas biológicas intervienen activamente en los procesos bioquímicos que se realizan en el compartimiento celular por ella delimitado, la existencia en su composición molecular de proteínas globulares que se comportan como receptoras, transportadores, enzimáticos y aun, con actividad de anticuerpos (inmunidad celular).

De modo permanente se realiza un intercambio de membrana entre el plasmalemma y los restantes sistemas membranosos intracelulares.

Si ahora, tomamos en consideración dos hechos fundamentales que ya han sido expuestos:

1. Los sistemas membranosos de la célula se intercambian uno con otros.2. Cada sistema de membrana constituye una barrera muy selectiva de permeabilidad y es

capaz de intervenir en determinados (pero no en todos) procesos biosinteticos y catabólicos.

1.6.1.- DESDE EL PUNTO DE VISTA MORFOLOGICO, CUANDO SE EXAMINAN EN MICROFOTOGRAFIAS ELECTRONICAS, TODAS LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS SE COMPONEN EN 3 LAMINAS, DOS EXTERNAS MUY DENSAS Y OTRA CENTRAL, MAS CLARA.

Esta estructura trilaminar se ha designado, en consecuencia con el Nombre de UNIDAD DE MEMBRANA y solo difiere de un sistema al otro por su grosor.

En este último sentido, las membranas más delgadas son las que forman al retículo endoplasmico, la carioteca y los saculos superior o inmaduros del Golgi; las membranas gruesas son el plasmalemma, los saculos inferiores del Golgi, estas poseen un espesor total de 75A°, correspondiendo aproximadamente 25A°, a cada lámina.

Normalmente el espesor de la membrana biológica varia entre 60Y 100 A°.

1.6.2.- DESDE EL PUNTO DE VISTA QUIMICO TODAS LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS SON COMPLEJOS LIPOPROTEICOS CON UNA DISPOSICION MOLECULAR SIMILAR DE SUS LIPIDOS Y PROTEINAS.

Sin embargo la COMPOSICION QUIMICA difiere de un sistema de otro, dentro de un mismo sistema.

Fíjese, para darle un ejemplo que el grosor de la membrana es diferente entre los saculos superiores e inferiores del Golgi y su composición química y su función, también son distintas.

En lo que respecta a la membrana plasmática, comprenda que, a pesar de su estructura uniforme, su composición química y por ende, las funciones que es capaz de llevar a cabo, pueden diferir de una célula a otra y aun, de una zona a otra del plasmalemma de una misma célula.

1.6.3.- LA ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA MEMBRANA CELULAR AUN NO HA SIDO ESTABLECIDA DE MANERA DEFINITIVA, HABIENDOSE PROPUESTO DIFERENTES MODELOS EN UN ESFUERZO POR EXPLICAR SUS PECULIARES PROPIEDADES FISICO-QUIMICO Y BIOLOGICAS.

Tal vez, uno de los modelos que cuenta con mayor aceptación es el siguiente:

Los 3 tipos mayoritarios de lípidos de las membranas de las células eucarióticas son los fosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol.

Los Lípidos de membrana son moléculas anfipáticas que contienen una parte hidrofilita y una hidrofóbicas.

Por esta razón, ellos se ordenan en una capa bimolecular denominada BICAPA LIPIDICA.

d) Las bicapas lipídicas son conjuntos no covalentes que realizan una doble función:

El primer lugar representa una barrera de permeabilidad.

En segundo lugar representa un ambiente adecuado el cual se fijan las proteínas, el otro componente químico de las membranas.

e) En lo que respecta a las características de permeabilidad de las membranas, dependientes e su bicapa lipídica, conviene saber lo siguiente:

Son completamente impermeables a las micelas y a las grandes moléculas.

Tienen una permeabilidad muy baja para los iones y las pequeñas moléculas polares.

Para pequeñas moléculas no polares los coeficientes de permeabilidad están correlacionados con su solubilidad en un solvente apolar.

En otras palabras existe una relación directa entre la solubilidad de una sustancia en lípidos y la facilidad con que penetra las membranas celulares.

- Una excepción a las reglas antes citadas, que constituyen una característica resaltante de las membranas biológicas, es su gran permeabilidad al agua, siendo pocas las sustancias que las atraviesan con igual facilidad.

La gran permeabilidad al agua y la mínima o nula a los solutos iónicos moleculares hace que, en cierta forma, las membranas biológicas se comporten como las membranas físicas llamadas SEMIPERMEABLE y de allí que en la células sean muy marcados los fenómenos osmóticas:

Cuando se colocan en una solución hipotónica a las células aumenta de volumen, debido al ingreso de agua, pudiendo llegar hasta el estallido de la membrana con la consiguiente salida del contenido.

Inversamente, colocadas en medio hipertónico las células disminuyen de volumen a causa de la salida de agua.

En las soluciones isotónicas el volumen y la forma de las células no se alteran por su impermeabilidad al soluto.

RECUERDE: cuando dos soluciones de diferente presión osmótica (P.O) se separan por una membrana semipermeable, pasa agua de la HIPOTONIA hasta que se establece la ISOTONIA.

 

HEMATIES COLOCADOS EN SOLUCIONES DE DIFERENTES P.O

Fíjese en lo siguiente:

La membrana plasmática de la células NO PUEDE comportarse SIMPLEMENTE como lo hacen las membranas físicas SEMIPERMEABLE.

Ellas TIENEN que permitir la entrada o salida de numerosos sustancias, según las necesidades fisiológicas de las células, para garantizar una optima actividad de las enzimas y, por ende, el cumplimiento de los procesos metabólicos indispensables a la preservación de la vida.

Esta capacidad para llevar a cabo funciones DISTINTAS a la de simple barrera de permeabilidad física se ha expresado, desde hace muchos años, aceptando que las membranas biológicas se comportan como SEMIPERMEABLES de tipo SELECTIVO.

Recuerde esto:

La proteínas especificas que forman parte de la membrana son las que le comunican su selectividad, es decir, su capacidad para realizar diferentes funciones.

Como las funciones difieren en su contenido proteico, son diferentes también las funciones que realizan o, dicho de otra manera: las membranas que ejercen funciones diferentes tienen proteínas diferentes.

En el esquema de organización molecular querevisamos, se acepta la existencia de 2 tipos de proteínas en las membranas: periféricas a integrales.

Las proteínas periféricas forman dos capas, una a cada lado de los grupos hidrófilos de la bicapa lipidica, a los cuales quedan unidos por interacciones electrostáticas y por puentes de hidrogeno.

En cambio, las proteínas integrales se ubican en el espesor mismo de la bicapa lipidica, interacciones con los grupos hidrofobicosy pueden ocupar parcial o totalmente el grosor de la membrana.

DISPOSICION DE PROTEINAS PERIFERICAS E INTEGRALES EN LA MEMBRANA.

f) Las proteínas específicas de membrana se comportan fundamentalmente de 3 maneras:

Como Receptoras. Como Transportadoras. Como enzimas.

 

1.6.4.- ESTE MODELO DE ORGANIZACIÓN DE LA MEMBRANAS BIOLOGICAS QUE SUELEN CONOCERSE CON EL NOMBRE DE MODELO MOSAICO FLUIDO DE SINGER Y NICHOLSON, ADMITE OTRAS DOS CARACTERISTICAS DE EXTRAORDINARIA IMPORTANCIA FUNCIONAL.

Vamos a revisar estas dos características de manera destacada, pues es conveniente que el estudiante las entienda y recuerde cabalmente.

1.6.5.- LA PRIMERA DE ELLAS SOSTIENE QUE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS SON ESTRUCTURAL Y FUNCIONALMENTE ASIMETRICAS.

Esto quiere decir, que la superficie EXTERIOR E INTERIOR de la membrana poseen diferente composición química y, por ende, diferentes funciones.

De hecho:

Las proteínas receptoras (de hormonas, de transmisores químicos) se ubican en la superficie exterior y suelen ser diferentes los tipos de enzima que se hallan en una u otra superficie.

Sin embargo:

La máxima asimetría se obtiene a consecuencia de que los grupos carbohidratos que forman parte de las GLUCOPROTEINAS y de los GLUCOLIPIDOS de la membrana se disponen en su totalidad hacia la superficie EXTERIOR de la célula.

 

1.6.6.- DE ESTA MANERA PUEDE ACEPTARCE QUE: LAS CELULAS ESTAN EXTERIORMENTE TAPIZADAS POR UNA CAPA DE CARBOHIDRATOS, MAS O MENOS DESARROLLADA, QUE CONSTITUYE LO QUE SE DENOMINA CUBIERTA CELULAR O GLUCOCALIX.

Estas son algunas funciones que han sido atribuidas al glucocalix:

En los tejidos con escasas sustancia intercelular, como el tejido epitelial por ejemplo, actúa a la manera de un medio de unión entre las células (cemento intercelular).

Sirve como sustancia pegajosa a la cual adhieren las partículas que la célula engloba por PINOCITOSIS.

Contactando sus glucocalix, las células se pueden reconocer mutuamente, lo cual las guías en el establecimiento de relaciones entre ellas.

Cuando las células están proliferando, el contactar los glucocalix cesan sus divisiones; Este fenómeno conocido como el nombre de INHIBICION POR CONTACTO, se pierde cuando la célula se hace cancerosa.

Las propiedades antigénicas de las células, de gran importancia en los INJERTOS DE ORGANOS, se ubican en el glucocalix; al igual que las sustancias responsables de los grupos sanguíneos en los hematíes(A, B y AB).

 

1.6.7.- LA SEGUNDA CARACTERISTICA ATRIBUIDA A LAS MEMBRANAS ES SU FLUIDEZ, LA CUAL ES TANTO MAYOR SEA LA PORCION DE ACIDO GRASOS NO SATURADOS Y DE CADENA CORTA QUE CONTENGAN.

El hecho de que las membranas no sean estructuradas rígidas sino fluidas permite que, tanto las moléculas de proteínas como Los lípidos. Pueden desplazarse en el interior de las mismas. Este desplazamiento se realiza de dos maneras:

Se llama DIFUSION LATERAL cuando tiene lugar en el mismo plano de la membrana.

Se llama DIFUSION TRANSVERSA o FLIP-FLOP"�  se hace de una superficie de la membrana a la otra.

Por lo que hasta ahora sabemos, la difusión FLIP-FLOP puede jugar un papel importante en los mecanismos de transporte a través de las membranas, de lo cual nos ocuparemos a continuación.

 

 

1.6.7.1.-TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA.

En términos generales puede decirse que el transporte en las membranas biológicas se realiza por 1 mecanismos principales, los cuales a su vez muestran algunas variantes:

1.6.8.- FOGOCITOSIS: CIERTAS CELULAS DEL ORGANISMO, DENOMINADAS MACROFAGOS, PUEDEN ENGULLIR BACTERIAS U OTRAS PARTICULAS (GRANULOS DE CARBON, COLORANTES, ETC.).

Para ello, la célula emite pseudópodos que rodean a la sustancia a fagocitar, la cual queda incluida en el interior de una vesícula (VESICULA FAGOCITICA o FAGOSOMA) formada por plegamiento de la membrana plasmática a su alrededor.

 

1.6.9.- PINOCITOSIS: ES UN FENOMENO MUY SEMEJANTE A LA FAGOCITOSIS, DE LA CUALSE DIFERENCIA POR LOS SIGUIENTES ASPECTOS:

Las sustancias que se engullan no son partículas sino macromoléculas.

La macromolécula (un polipéptido, por Ej.) se adhiere al glucocalix.

En la zona de adherencia la membrana se deprime (sin formar pseudópodos) para constituir una pequeña vesícula, denominada VESICULA PINOCITICA, que contiene en su interior la macromolécula junto con algo de liquido intersticial.

Lo contrario de los fagosomas que son visibles al microscopio de luz, las vesículas pinocíticas, por sus dimensiones, solo lo son al M/E.

Sepa lo siguiente:

El termino ENDOCITOSIS se emplea hoy para designar tanto la fagocitosis. EXOCITOSIS, en cambio, se refiere a la liberación de productos envueltos en membrana (vease más adelante: complejo funcional RER-Golgi).

1.6.10.- DIFUSION PASIVA.- ES UN MECANISMO DE TRANSPORTE QUE SECARACTERIZA POR LOS SIGUIENTES ASPECTOS:

Se realiza sin gasto de energía adicional.

Se realiza a favor de un gradiente de concentración.

-La velocidad del proceso depende del incremento del gradiente, es decir, cuanto mayor sea el gradiente mas rápido será la difusión.

De esta manera:

Un soluto penetra en la célula cuando su concentración extracelular es mayor que la intracelular y sale en caso contrario.

En una u otra dirección no hay consumo de energía, pues se trata de un fenómeno físico de difusión: la agitación térmica de las moléculas del soluto es la fuerza que las impulsa para alcanzar una distribución uniforme en el solvente (una concentración igual dentro y fuera de la célula).

1.6.11.- DIFUSION FACILITADA.

Existen algunas sustancias que atraviesan la membrana celular a favor de un gradiente de concentración, como en la difusión pasiva; pero, la velocidad del proceso, es mayor que la que cabria esperar de acuerdo al tamaño de la molécula, a su solubilidad en los lípidos y a la magnitud del gradiente.

Este tipo de proceso, al que se ha denominado DIFUSION FACILITADA, se observa cuando se estudia la penetración de la glucosa en las células musculares y, en general, en las llamadas Células insulino-dependientes. El fenómeno se ha explicado por la existencia de una proteína � �transportadora específica la cual, fija una molécula de glucosa en el exterior, formando un complejo similar al de una enzima con su sustrato, luego la transporta a través de la membrana y la libera en el interior de la célula.

Cuatro mecanismos se han propuesto para explicar la acción de la proteína transportadora:

Como cabe esperar, en la difusión facilitada la cinética del transporte cumple la ecuación de Michaelis-Menten y la proteína transportadora puede ser caracterizada por su Vmax y su KM.

Estas serian las principales características de la difusión facilitada:

El transporte es estereo específico (transporta D pero no L-glucosa).

La velocidad de transporte aumenta al principio con la [glucosa]; pero luego, alcanzada la Vmax, se hace independiente de la misma (cuando todos los transportadores están cargados).

El transporte puede ser inhibido por análogos estructurales (inhibición por competencia).

Finalmente, hay quienes piensan, que el transporte pueda ser moderado por mecanismo alosterico y han propuesto, que la hormona Insulina incrementa el flujo de glucosa hacia el interior de las células musculares, fijándose a un segundo locus que poseería el transportador, esto provocaría cambios conformacionales de la molécula proteica, que influirían en la velocidad del transporte, aumentándola.

 

 

1.6.12.- TRANSPORTE ACTIVO

CADA COMPUESTO POSEE UN POTENCIAL QUIMICO O ENERGIA LIBRE QUE TRADUCE SU CAPACIDAD PARA REALIZAR TRABAJO Y QUE DEPENDE DEL LOGARITMO DE LA CONCENTACION DEL COMPUESTO.

Siendo esto así, es lógico pensar, que cuando un compuesto es transportado a través de una membrana A FAVOR de un gradiente de concentración, el proceso supone una perdida de energía libre, ya que

De hecho:

Cuando u proceso de transporte supone una perdida de energía libre, puede realizarse espontáneamente, sin gasto adicional de energía. Por ello recibe, en general, el nombre de TRANSPORTE PASIVO.

En cambio, cuando el transporte se lleva a cabo CONTRA gradiente, el proceso supone una ganancia de energía libre, puesto que. De hecho:

 

En este segundo caso, el transporte no procede espontáneamente y solo tiene lugar si se realiza acoplado a una segunda reacción en la que se libere energía libre mostrando las siguientes características:

Es espontáneo

Procede a favor de un gradiente de concentración.

No requiere gasto adicional de energía.

El transporte se denomina ACTIVO cuando se realiza con GANANCIA de energía mostrando las siguientes características:

No es espontáneo.

Procede en contra de un gradiente de concentración.

Para que tenga lugar se requiere un aporte de energía que proviene de una reacción exergónica acoplada.

La difusión pasiva y la difusión facilitada son ejemplos de transporte pasivo.

La llamada BOMBA de SODIO- POTASIO es un ejemplo de transporte activo, vamos a explicar brevemente su mecanismo.

Es un hecho perfectamente demostrado la existencia de una desigual distribución de los iones de sodio y potasio en los líquidos intra y extracelulares:

Hay mayor concentración de Na+ fuera que dentro de la célula (gradiente exterior- interior).

Hay mayor concentración de K+ dentro que fuera de las células (gradiente interior- exterior).

Por consiguiente:

Existiendo estos gradientes de concentración y siendo la membrana celular permeable (aunque poco) a dichos iones, debe producirse de modo constante una difusión pasiva de iones sodio hacia el interior de la célula y de iones potasio hacia el exterior.

De hecho:

Esta difusión pasiva debe realizarse hasta tanto se igualen las concentraciones de ambos iones dentro y fuera de la célula.

Porque, entonces esto no sucede, sino que de modo permanente se mantiene la desigual distribución iónica.

La explicación es la siguiente:

En la membrana celular existe una enzima (ATPasa) que hidroliza el ATPcitoplasmática, liberando Energía.

Esta enzima es activada por los iones Na que están en el interior de la célula y por los iones potasio situados en el exterior.

La activación del enzima determina la salida de iones sodio y la entrada de iones potasio contra gradiente (transporta activo), utilizando para ello la energía (E) producida de la reacción acoplada: la hidrólisis del ATP.

No todos los procesos de transporte activo funcionan acoplados a la hidrólisis del ATP, como antes hemos visto sucede con el bombeo de K al interior.� �

Por ejemplo:

El movimiento de un compuesto contra gradiente puede acoplarse a la difusión facilitada en otro compuesto.

En tales casos, una única molécula transportadora fija ambos compuestos y el transporte puede realizarse:

Por Mecanismo Symport: Cuando las dos moléculas se trasladan en la misma dirección(entran o salen).

Por Mecanismo Antiport: Cuando se trasladan en direcciones opuestas (una entra y la otra sale).

Porque utiliza un solo transportador el cual se unen ambos compuestos a estos mecanismos se les ha denominado en conjunto con el hombre de CONTRANSPORTE.

Las células del intestino delgado del hombre transportan la glucosa contenida en los alimentos acoplándola a la difusión facilitada de los iones sodio, por mecanismo SYMPORT.

El transporte activo puede también proceder por que la molécula que se va a transportar se modifica por reacciones cuando cruza la membrana. A este mecanismo se le denomina por TRANSLOCACION de GRUPO.

En algunas bacterias, la glucosa se convierte en glucosa -6- fosfatos durante su transporte.

La membrana celular es impermeable a los azucares fosfato y por ello estos se acumulan en el interior de la célula.

Para concluir, vamos a presentar una nueva clasificación del transporte por permeabilidad de las membranas (no se incluye el transporte en masa) tomando en consideración los conceptos emitidos.