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En el mundo viviente se encuentran básicamente dos tipos de células: Las procarióticas y laseucarióticas.
a) Las células procariotas (del griego pro, antes de; karyon, núcleo) carecen de un núcleo biendefinido. b) Las células eucariotas (del griego eu, verdadero y karyon, núcleo), contienen unnúcleo rodeado por una doble membrana y conforman las otras células del mundo animal yvegetal.En las células eucarióticas, el material genético ADN, esta incluido en un núcleo, rodeadopor una membrana nuclear. Estas células presentan también varios organelos limitados pormembranas que dividen el citoplasma celular en varios compartimientos, como son loscloroplastos, las mitocondria, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, vacuolas, etc. Entrelas células eucariotas y procariotas, hay diferencias fundamentales en cuanto a tamaño yorganización interna:
l Las procarióticas, que comprenden bacterias y cianobacterias (antes llamadas algas verdeazuladas), son células pequeñas y de estructura sencilla; el material genético estáconcentrado en una región, pero no hay ninguna membrana que separe esa zona del restode la célula.
l Las eucarióticas, que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos,plantas, hongos y animales, son muchos mayores y tienen el material genético envuelto poruna 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 teneruna gran cantidad de formas y funciones específicas, pero con una estructura interna común. Unode sus componentes es la membrana plasmática, que se encarga de mantener y delimitar lo queentra y sale de la célula, siendo la frontera entre lo intracelular y lo extracelular. Como el resto delas 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 gruesay sólida compuesta de polisacáridos (el mayoritario en las plantas superiores es la celulosa). Lapared celular, que es externa a la membrana plasmática, mantiene la forma de la célula y laprotege de daños mecánicos, pero también limita el movimiento celular y la entrada y salida demateriales. 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 lainformación hereditaria de esta.
Se encuentra delimitado por una membrana doble o carioteca, el núcleo contiene un materialfibrilar llamado cromatina, la cual se condensa cada vez que la célula se divide y da origen a loscromosomas, 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 enla síntesis de proteínas. El número y tamaño de estos varía según las necesidades ribosomales decada célula.
c) El citoplasma es la parte clara que comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo.
l Tiene una consistencia viscosa y consta de dos partes esenciales: citoplasma fundamental yórganoides celulares e inclusiones.
l La primera parte se reduce a una solución acuosa formada por varios iones y sustanciasorgánicas 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:
l 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 lasecreción de productos celulares, como hormonas, enzimas digestivas, materiales paraconstruir la pared, entre otros.
l Retículo endoplasmático: Es una red de túbulos y sacos planos y curvos encargada detransportar materiales a través de la célula; su parte dura es el lugar de fijación de losribosomas; 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 destinocelular.
l Lisosomas: Son organoides limitados por una membrana; las poderosas enzimas quecontiene degradan los materiales peligrosos absorbidos en la célula, para luego liberarlos através de la membrana celular.
Es decir, los lisosomas constituyen el sistema digestivo de la célula.
l Mitocondrias: Son conocidas como la central eléctrica de la célula, permitiendo larespiración y la descomposición de grasas y azúcares para producir energía. Poseen unadoble membrana: membrana externa, que da hacia el citoplasma, y membrana interna, queda hacia la matriz o interior de la mitocondria.
Su principal función es aprovechar la energía que se obtiene de los diversosnutrientes 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, queconstituyen 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, elcual puede ser enviado a cualquier parte de la célula que necesite aporteenergético; allí el ATP se descompone y la libera.
l Cloroplastos: Son orgánulos aún mayores y se encuentran en las células de plantas yalgas, pero no en las de animales y hongos.
Su estructura es todavía más compleja que la mitocondria; además de las dosmembranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos formados pormembranas que encierran el pigmento verde llamado clorofila.
Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan unafunción aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre lafotosíntesis.
Este proceso, acompañado de liberación de oxígeno, consiste en utilizar laenergía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñasy ricas en energía.
De esta forma, los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como eloxígeno que utilizan las mitocondrias.
l Vacuolas: Son unos saquitos de diversos tamaños y formas rodeados por una membrana.
Generalmente se pueden ver en el citoplasma de las células eucarióticas, sobretodo en las células vegetales.
Se encargan de transportar y almacenar materiales ingeridos, así comoproductos de desecho y agua.
l Centríolos y cuerpos básales: Estas estructuras, a diferencia de las anteriores, no tienenmembrana.
Casi siempre se presentan de a pares y se hacen visibles cuando la célula entraen 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 enforma.
l Microtúbulos: Son cilindros muy delgados que carecen de membrana.
Además de ser los componentes básicos de los centríolos, cuerpos básales, ciliosy flagelos, tienen la función de conservar y regular la forma celular y losmovimientos intracelulares.
l 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 lacélula. Está compuesta de dos capas de moléculas de lípidos y de proteínas, que se desplazanlateralmente dentro de ciertos límites.
La membrana celular se caracteriza porque:
l Rodea a toda la célula y mantiene su integridad.
l Está compuesta por dos sustancias orgánicas: proteínas y lípidos, específicamentefosfolípidos.
l Los fosfolípidos están dispuestos formando una doble capa, donde se encuentran sumergidaslas proteínas.
l Es una estructura dinámica.
l Es una membrana semipermeable o selectiva, esto indica que sólo pasan algunas sustancias(moléculas) a través de ella.
l Tiene la capacidad de modificarse y en este proceso forma poros y canales.
a) Funciones:
l Regula el paso de sustancias hacia el interior de la célula y viceversa. Esto quiere decir queincorpora nutrientes al interior de la célula y permite el paso de desechos hacia el exterior.
l Como estructura dinámica, permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de otras.
l Aísla y protege a la célula del ambiente externo.
Se caracteriza porque:
l Es una estructura celular que se ubica entre la membrana celular y el núcleo.l Contiene un conjunto de estructuras muy pequeñas, llamadas organelos celulares.l Está constituido por una sustancia semilíquida.l 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
l Nutritiva: Al citoplasma se incorporan una serie de sustancias, que van a ser transformadaso desintegradas para liberar energía.
l De almacenamiento: En el citoplasma se almacenan ciertas sustancias de reserva.
l Estructural: El citoplasma es el soporte que da forma a la célula y es la base de susmovimientos.
1.5.- LAS DIFERENCIAS ENTRE LAS CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES SON:
l Tanto la célula vegetal como la animal poseen membrana celular, pero la célula vegetalcuenta, además, con una pared celular de celulosa, que le da rigidez.
l La célula vegetal posee cloroplastos, la animal no. La presencia de este organelo permiteque los vegetales sean autótrofos.
l La célula vegetal presenta vacuolas grandes y centrales, en cambio, las de la animal sonpequeñas.
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 membranacelular, membrana plasmática o plasmalemma.
Fíjese en lo siguiente:
l Además de plasmalemma, la célula posee otro sistema de membrana nuclear y los organelosmembranosos (REC, SER, Golgi, mitocondrias, lisosomas, peroxisomas y vesículascubiertas).
l Mientras el plasmalemma delimita la célula como en todos los restantes sistemasmembranosos delimitan dentro de las células diferentes comportamientos, permitiendo asíuna separación de funciones.
Vale decir: en cada compartimiento intracelular, delimitado por membranas, se realiza con máximaeficacia determinando número y tipos de funciones.
l las membranas biológicas no son funcionalmente inertes ni tampoco se limitan desde elpunto 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 uncomportamiento intracelular y el vecino.
l Por el contrario: las membranas biológicas intervienen activamenteen los procesosbioquímicos que se realizan en el compartimiento celular por ella delimitado, la existencia ensu composición molecular de proteínas globulares que se comportan como receptoras,transportadores, enzimáticos y aun, con actividad de anticuerpos(inmunidad celular).
l De modo permanente se realiza un intercambio de membrana entre el plasmalemma y losrestantes 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 SECOMPONEN 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 DEMEMBRANA 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 elplasmalemma, 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 SONCOMPLEJOS LIPOPROTEICOS CON UNA DISPOSICION MOLECULAR SIMILAR DE SUSLIPIDOS Y PROTEINAS.
Sin embargo la COMPOSICION QUIMICA difiere de un sistema de otro, dentro de un mismosistema.
Fíjese, para darle un ejemplo que el grosor de la membrana es diferente entre los saculossuperiores 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 deuna 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 SIDOESTABLECIDA DE MANERA DEFINITIVA, HABIENDOSE PROPUESTO DIFERENTESMODELOS 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:
l Los 3 tipos mayoritarios de lípidos de las membranas de las células eucarióticas son losfosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol.
l Los Lípidos de membrana son moléculas anfipáticas que contienen una parte hidrofilita y unahidrofóbicas.
l 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:
l El primer lugar representa una barrera de permeabilidad.
l En segundo lugar representa un ambiente adecuado el cual se fijan las proteínas, el otrocomponente químico de las membranas.
e) En lo que respecta a las características de permeabilidad de las membranas, dependientes e subicapa lipídica, conviene saber lo siguiente:
l Son completamente impermeables a las micelas y a las grandes moléculas.
l Tienen una permeabilidad muy baja para los iones y las pequeñas moléculas polares.
l Para pequeñas moléculas no polares los coeficientes de permeabilidad están correlacionadoscon su solubilidad en un solvente apolar.
En otras palabras existe una relación directa entre la solubilidad de una sustancia en lípidos y lafacilidad con que penetra las membranas celulares.
- Una excepción a las reglas antes citadas, que constituyen una característica resaltante de lasmembranas biológicas, es su gran permeabilidad al agua, siendo pocas las sustancias que lasatraviesan con igual facilidad.
La gran permeabilidad al agua y la mínima o nula a los solutos iónicos moleculares hace que, encierta forma, las membranas biológicas se comporten como las membranas físicas llamadasSEMIPERMEABLE y de allí que en la células sean muy marcados los fenómenos osmóticas:
l Cuando se colocan en una solución hipotónica a las célulasaumenta de volumen, debido alingreso de agua, pudiendo llegar hasta el estallido de la membrana con la consiguientesalida del contenido.
l Inversamente, colocadas en medio hipertónico las células disminuyen de volumen a causade la salia de agua.
l En las soluciones isotónicas el volumen y la forma de las células no se alteran por suimpermeabilidad al soluto.
RECUERDE: cuando dos soluciones de diferente presión osmótica (P.O) se separan por unamembrana 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 lasmembranas físicas SEMIPERMEABLE.
Ellas TIENEN que permitir la entrada o salida de numerosos sustancias, según las necesidadesfisiológicas de las células, para garantizar una optima actividad de las enzimas y, por ende, elcumplimiento de los procesos metabólicos indispensables a la preservación de lavida.
Esta capacidad para llevar a cabofunciones DISTINTAS a la de simple barrera de permeabilidadfísica se ha expresado, desde hace muchos años, aceptando que las membranas biológicas secomportan como SEMIPERMEABLES de tipo SELECTIVO.
Recuerde esto:
l La proteínas especificas que forman parte de la membrana son las que le comunican suselectividad, es decir, su capacidad para realizar diferentes funciones.
l Como las funciones difieren en su contenido proteico, son diferentestambién las funcionesque realizano, dicho de otra manera: las membranas que ejercen funciones diferentestienenproteínas diferentes.
l En el esquema de organización molecular querevisamos, se acepta la existencia de 2 tiposde proteínas en las membranas: periféricas a integrales.
l Las proteínas periféricasforman dos capas, unaa cada lado de los grupos hidrófilos de labicapa lipidica, a los cualesquedan unidos por interacciones electrostáticas y porpuentes dehidrogeno.
l 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 dela membrana.
DISPOSICION DE PROTEINAS PERIFERICAS E INTEGRALES EN LA MEMBRANA.
f) Las proteínas específicas de membrana se comportan fundamentalmente de 3 maneras:
l Como Receptoras.l Como Transportadoras.l Como enzimas.
1.6.4.- ESTE MODELO DE ORGANIZACIÓN DE LA MEMBRANAS BIOLOGICAS QUE SUELENCONOCERSE CON EL NOMBRE DE MODELO MOSAICO FLUIDO DE SINGER Y NICHOLSON,ADMITE OTRAS DOS CARACTERISTICAS DE EXTRAORDINARIAIMPORTANCIAFUNCIONAL.
Vamos a revisar estas dos características de manera destacada, pues es conveniente que elestudiante las entienda y recuerde cabalmente.
1.6.5.- LA PRIMERA DE ELLAS SOSTIENE QUE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS SONESTRUCTURAL Y FUNCIONALMENTE ASIMETRICAS.
Esto quiere decir, que la superficie EXTERIOR E INTERIOR de la membrana poseen diferentecomposición 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 partede las GLUCOPROTEINAS y de los GLUCOLIPIDOS de la membrana se disponen en su totalidadhacia la superficie EXTERIOR de la célula.
1.6.6.- DE ESTA MANERA PUEDE ACEPTARCE QUE: LAS CELULAS ESTAN EXTERIORMENTETAPIZADAS POR UNA CAPA DE CARBOHIDRATOS, MAS O MENOS DESARROLLADA, QUECONSTITUYE LO QUE SE DENOMINA CUBIERTA CELULAR O GLUCOCALIX.
Estas son algunas funciones que han sido atribuidas al glucocalix:
l En los tejidos con escasas sustancia intercelular, como el tejido epitelial por ejemplo, actúa ala manera de un medio de unión entre las células (cemento intercelular).
l Sirve como sustancia pegajosa a la cual adhieren las partículas que la célula engloba porPINOCITOSIS.
l Contactando sus glucocalix, las células se pueden reconocer mutuamente, lo cual las guíasen el establecimiento de relaciones enteellas.
l Cuando las células están proliferando, el contactar los glucocalix cesan sus divisiones; Estefenómeno conocido como el nombrede INHIBICION POR CONTACTO, se pierde cuando lacélula se hace cancerosa.
l 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 losgrupos 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 DECADENA CORTA QUE CONTENGAN.
El hecho de que las membranas no sean estructuradas rígidas sino fluidas permite que, tanto lasmoléculas de proteínas como Los lípidos. Pueden desplazarse en el interior de las mismas. Estedesplazamiento se realiza de dos maneras:
l Se llama DIFUSION LATERAL cuando tiene lugar en elmismo plano de la membrana.
l Se llama DIFUSION TRANSVERSA o “FLIP-FLOP" se hace de una superficie de lamembrana a la otra.
Por lo que hasta ahora sabemos, la difusión FLIP-FLOP puede jugar un papel importante en losmecanismos 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 por1 mecanismos principales, los cuales a su vez muestran algunas variantes:
1.6.8.- FOGOCITOSIS: CIERTAS CELULAS DEL ORGANISMO, DENOMINADASMACROFAGOS, PUEDEN ENGULLIR BACTERIAS U OTRAS PARTICULAS (GRANULOS DECARBON, COLORANTES, ETC.).
Para ello, la célula emite pseudópodos que rodean a la sustancia a fagocitar, la cual quedaincluida en el interior de una vesícula (VESICULA FAGOCITICA o FAGOSOMA) formada porplegamiento de la membrana plasmática a su alrededor.
1.6.9.- PINOCITOSIS: ES UN FENOMENO MUY SEMEJANTE A LA FAGOCITOSIS, DE LACUALSE DIFERENCIA POR LOS SIGUIENTES ASPECTOS:
l Las sustancias que se engullan no son partículas sino macromoléculas.
l La macromolécula(un polipéptido, por Ej.) se adhiere al glucocalix.
l En la zona de adherencia la membrana se deprime (sin formar pseudópodos) para constituiruna pequeña vesícula, denominada VESICULA PINOCITICA,que contiene en su interior lamacromolécula junto con algo de liquido intersticial.
l Lo contrario de los fagosomas que son visibles al microscopio de luz, las vesículaspinocíticas, por sus dimensiones, solo lo son al M/E.
Sepa lo siguiente:
El termino ENDOCITOSISse emplea hoy para designar tanto la fagocitosis. EXOCITOSIS, encambio, 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 SECARACTERIZAPOR LOS SIGUIENTES ASPECTOS:
l Se realiza sin gasto de energía adicional.
l Se realiza a favor de un gradiente de concentración.
-La velocidad del proceso depende del incremento del gradiente, es decir, cuanto mayor sea elgradiente mas rápido será la difusión.
De esta manera:
Un soluto penetra en la célula cuando su concentración extracelular es mayor que la intracelular ysale en caso contrario.
En una u otra dirección no hay consumo de energía, pues se trata de un fenómeno físico dedifusión: la agitación térmica de las moléculas del soluto es la fuerza que las impulsa para alcanzaruna 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 membranacelular a favor de un gradiente deconcentración, como en la difusión pasiva; pero, la velocidad del proceso, es mayor que la quecabria esperar de acuerdo al tamaño de la molécula, a su solubilidad en los lípidos y a la magnituddel gradiente.
Este tipo de proceso, al que se ha denominado DIFUSION FACILITADA, se observa cuando seestudia 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 proteínatransportadora específica la cual, fija una molécula de glucosa en el exterior, formando uncomplejo similar al de una enzima con su sustrato, luego la transporta a través de la membrana yla libera en el interior de la célula.
Cuatro mecanismos se han propuesto para explicar la acción de laproteína transportadora:
Como cabe esperar, en la difusión facilitada la cinética del transporte cumple la ecuación deMichaelis-Menten y la proteína transportadora puede ser caracterizada por su Vmax y su KM.
Estas serian las principales características de la difusión facilitada:
l El transporte es estereo específico (transporta D pero no L-glucosa).
l La velocidad de transporte aumenta al principio con la [glucosa]; pero luego, alcanzada laVmax, se hace independiente de la misma (cuando todos los transportadores estáncargados).
l El transporte puede ser inhibido por análogos estructurales (inhibición por competencia).
l Finalmente, hay quienes piensan, que el transporte pueda ser moderado por mecanismoalosterico y han propuesto, que la hormona Insulina incrementa el flujo de glucosa hacia elinterior de las células musculares, fijándose a un segundo locus que poseería eltransportador, esto provocaría cambios conformacionales de la molécula proteica, queinfluirían en la velocidad del transporte, aumentándola.
1.6.12.- TRANSPORTE ACTIVO
CADA COMPUESTO POSEE UN POTENCIAL QUIMICO O ENERGIA LIBRE QUE TRADUCE SUCAPACIDAD PARA REALIZAR TRABAJO Y QUE DEPENDE DEL LOGARITMO DE LACONCENTACION DEL COMPUESTO.
Siendo esto así, es lógico pensar, que cuando un compuesto es transportado a través de unamembrana A FAVOR de un gradiente de concentración, el proceso supone una perdida de energíalibre, ya que
De hecho:
Cuando u proceso de transporte supone una perdida de energía libre, puede realizarseespontáneamente, 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 unaganancia de energía libre, puesto que. De hecho:
En este segundo caso, el transporte no procede espontáneamentey solo tiene lugar si se realizaacoplado a una segunda reacción en la que se libere energía libremostrando las siguientescaracterísticas:
l Es espontáneo
l Procede a favor de un gradiente de concentración.
l No requiere gasto adicional de energía.
El transporte se denomina ACTIVO cuando se realiza con GANANCIA de energía mostrando lassiguientes características:
l No es espontáneo.
l Procede en contra de un gradiente de concentración.
l Para que tenga lugar se requiere un aporte de energía que proviene de una reacciónexergónica 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 explicarbrevemente su mecanismo.
Es un hecho perfectamente demostrado la existencia de una desigual distribución de los iones desodio y potasio en los líquidos intra y extracelulares:
l Hay mayor concentración de Na+ fuera que dentro de la célula (gradiente exterior- interior).
l 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 (aunquepoco) a dichos iones, debe producirse de modo constante una difusión pasiva de iones sodio haciael interior de la célula y de iones potasiohacia el exterior.
De hecho:
Esta difusión pasiva debe realizarse hasta tanto se igualen lasconcentraciones de ambos ionesdentro y fuera de la célula.
Porque, entonces esto no sucede, sino que de modopermanente se mantiene la desigualdistribucióniónica.
La explicación es la siguiente:
l En la membrana celular existe una enzima (ATPasa) que hidroliza el ATP citoplasmática,liberando Energía.
l Esta enzima es activada por los ionesNa que están en el interior de la célulay por los ionespotasio situados en el exterior.
l La activación del enzima determina la salidade iones sodio y la entrada de iones potasiocontra gradiente (transporta activo), utilizando para ello la energía (E) producida de lareacción acoplada: la hidrólisis del ATP.
No todos los procesos de transporte activo funcionan acoplados a la hidrólisisdel ATP, como anteshemos visto sucede con el “bombeo” de K al interior.
Por ejemplo:
El movimiento de un compuesto contragadiente puede acoplarse a ladifusión facilitada en otrocompuesto.
En tales casos, una única molécula transportadora fija ambos compuestos y el transporte puederealizarse:
l Por Mecanismo Symport: Cuando las dos moléculas se trasladanen la misma dirección(entran o salen).
l Por Mecanismo Antiport: Cuando se trasladan en direcciones opuestas (una entra y la otrasale).
l Porque utiliza un solo transportador el cual se unen ambos compuestos a estos mecanismosse les ha denominado en conjunto con el hombre de CONTRANSPORTE.
l Las células del intestino delgado del hombre transportan la glucosa contenida en losalimentos acoplándola a la difusión facilitada de los iones sodio, por mecanismo SYMPORT.
l El transporte activo puede también proceder por que la molécula que se va a transportar semodifica por reacciones cuando cruza la membrana. A este mecanismo se le denomina porTRANSLOCACION de GRUPO.
l En algunas bacterias, la glucosa se convierte en glucosa -6- fosfatos durante su transporte.
l La membrana celular es impermeable a los azucares fosfato y por ello estos se acumulan enel interior de la célula.
Para concluir, vamos a presentar una nueva clasificación del transporte por permeabilidad de lasmembranas(no se incluye el transporte en masa)tomando en consideración los conceptosemitidos.
Coordinación de Aprendizaje Dialógico Interactivo - Unefm ©Santa Ana de Coro, Edo. Falcón - Venezuela, 2006.