Membrana plasmática: transporte sin gasto de energía

La membrana plasmática es una estructura semipermeable que permite el paso de ciertas sustancias a la célula y evita el paso de otras, a esto se le conoce como transporte a través de la membrana, puede ser de dos tipos, pasivo o activo de acuerdo a si hay o no gasto de energía.

Membrana plasmática

La membrana celular o membrana plasmática es una bicapa formada principalmente por fosfolípidos, rodea al citoplasma y tiene como característica distintiva su semi-permeabilidad, lo que permite proteger la integridad de la célula mediante el control de las sustancias que pueden entrar y salir de ella.

La membrana plasmática recubre el citoplasma de todas las células.

Las fases esenciales y continuas en la vida de cualquier célula son la absorción y la expulsión de sustancias dañinas, todas éstas deben pasar a través de la membrana plasmática mediante un mecanismo denominado transporte celular.

¿Sabías qué...?
Las acuaporinas son proteínas de membrana encargadas de transportar moléculas de agua sin permitir el paso de iones. Se encuentran a lo largo de toda la membrana celular y están implicadas en los cambios rápidos del volumen de las células.

Transporte celular

El transporte celular es el movimiento mediante el cual las sustancias entran o salen de la célula. Las membranas celulares son semipermeables, lo que significa que tiene control sobre lo que las células pueden o no dejar pasar.

Algunas sustancias pueden entrar y salir fácilmente, otras requieren de estructuras especiales para hacerlo, mientras que otras incluso necesitan un impulso de energía para atravesar la membrana.

Todas las células en su membrana plasmática contienen una mezcla adecuada de estructuras que ayudan a mantener el ambiente interno de la célula a través de su participación en el transporte de sustancias.

Son dos los mecanismos principales que permiten que las moléculas puedan moverse a través de la membrana celular, el transporte pasivo y el transporte activo, la diferencia principal entre ellos radica en el gasto de energía, mientras que en uno son necesarias moléculas de ATP, en el otro no.

Transporte pasivo

Es el mecanismo a través del cual las sustancias son transportadas dentro y fuera de la célula sin la necesidad de utilizar energía. Debido a esto, el paso sólo es posible cuando las partículas se mueven a favor de un gradiente de concentración, desde una zona de mayor concentración hasta una de menor concentración.

Un gradiente de concentración es una diferencia gradual en la concentración de soluto entre dos áreas, en este caso sería entre el medio extracelular y el intracelular.

Gradiente de concentración entre dos zonas.

De acuerdo a esto, existen tres tipos de transporte pasivo:

  • Difusión simple.
  • Difusión facilitada.
  • Osmosis.

Difusión simple

El medio extracelular y el intracelular están compuestos por agua, sin embargo, la membrana plasmática está formada por una bicapa de fosfolípidos, ésta tiene una región hidrofóbica (región que no se mezcla con el agua) que impide que cualquier molécula grande o hidrófila (que reacciona con el agua), la atraviese. Por otro lado, moléculas que son hidrofóbicas pueden pasar a través de la membrana por difusión simple.

Membrana plasmática

De manera que la difusión simple es un tipo de transporte pasivo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja. El proceso de difusión finaliza cuando en ambos medios se iguala las concentraciones.

Lado derecho: la concentración de solutos es mayor de un lado de la membrana. Lado izquierdo: se iguala la concentración de soluto en ambos lados, por difusión simple.

Difusión facilitada

Ciertas moléculas que se encuentran en el cuerpo pueden atravesar la membrana plasmática sin ningún problema, como por ejemplo, el oxígeno o el dióxido de carbono. Sin embargo, otras a pesar de haber un gradiente que las favorezca no pueden cruzar el núcleo hidrofóbico de la membrana plasmática, porque están cargadas o porque son polares, por lo tanto necesitan estructuras que las ayuden.

Dicho esto, se entiende por difusión facilitada al transporte pasivo de moléculas a través de la membrana plasmática, con la ayuda de proteínas o canales transportadores.

  • Proteínas transportadoras: son proteínas que llevan a cabo el transporte de una molécula de un lado a otro de la membrana, mediante el cambio en su estructura, es decir, las proteínas transportadoras cambian su forma cuando se unen a la molécula que transportarán y es este cambio el que permite que la molécula sea trasladada.
  • Canales transportadores: son canales de proteínas que forman túneles hidrofílicos a través de la membrana plasmática, lo que permite la entrada de moléculas hidrofílicas, cargadas y polares, que de otra manera serían frenadas por la zona hidrofóbica de la membrana.

Los canales transportadores son selectivos, es decir, eligen qué moléculas pueden cruzar y cuáles no. Adicionalmente, algunos de ellos pueden estar abiertos todo el tiempo, sin embargo, otros se cierran y se abren como respuesta a señales eléctricas o a la unión de una molécula.

Proteínas encargadas de la difusión facilitada.

Osmosis

La osmosis es un tipo especial de difusión, consiste en el transporte de agua a través de la membrana, desde la zona más diluida, es decir, con poca concentración de solutos, hasta la zona más concentrada, es decir, con alta concentración de solutos con el fin de tener el mismo grado de concentración en ambos lados.

Plasmólisis

Es un fenómeno íntimamente relacionado con la ósmosis, se produce cuando la célula se encuentra en un medio hipertónico y deja salir agua desde su interior para intentar igualarse al medio, lo que trae como consecuencia que la célula se deshidrate.

Proceso de osmosis.

La tonicidad, por otro lado, es la capacidad que tiene el medio extracelular de mover agua hacia el interior de la célula a través de la osmosis. Esto está relacionado con la osmolaridad, definida como la concentración total de solutos dentro de una solución. De acuerdo a esto, existen tres tipos de medios:

  • Medio hipotónico: cuando la concentración de solutos es mayor en el interior de la célula que en el medio extracelular, en este caso el agua fluye al interior de ella.
  • Medio hipertónico: cuando la concentración de solutos es mayor en el medio extracelular que en el interior de la célula, en este caso el agua fluye desde la célula hacia afuera.
  • Medio isotónico: cuando la concentración de solutos en el medio intracelular y extracelular es la misma. En este caso no hay flujo de agua a través de la membrana.
Osmosis en células sanguíneas.

 

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