Transporte celular
Keywords: Transporte celular, Adenosina trifosfato, Albúmina, Aparato de Golgi, Bicapa lipídica, Biomolécula, Calcio, Calor, Citoplasma
El transporte celular es el intercambio de sustancias entre el interior celular y el exterior a través de la membrana celular o el movimiento de moléculas dentro de la célula.
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Transporte a través de la membrana celular:
La célula necesita expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes del líquido extracelular, gracias a la capacidad de la membrana celular que permite el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos de transporte son:
Transporte pasivo o difusión:
La difusión es la forma por la que las sustancias atraviesan la bicapa lipídica debido al movimiento contínuo de las moléculas a lo largo de los líquidos o también en gases. Este movimiento de partículas es lo que se llama en física calor y a mayor movimiento, mayor temperatura. El transporte pasivo no necesita de energía por parte de la célula, para mejorar el intercambio de materiales a través de la membrana celular. Existen dos tipos de difusión a través de la membrana celular que son:
Difusión simple:
Es el movimiento cinético de moléculas o iones a través de la membrana sin necesidad de fijación con proteínas portadoras de la bicapa lipídica. Este tipo de transporte se puede realizar a través de mecanismos fisicoquímicos como la ósmosis, la diálisis y a través de canales o conductos que puede regirse por:
- Permeabilidad selectiva de los diferentes conductos proteínicos.
- Mecanismo de compuerta de los conductos proteínicos.
Difusión facilitada:
También se llama difusión mediada por portador porque la sustancia transportada de esta manera no suele poder atravesar la membrana sin una proteína portadora específica que le ayude. Se diferencia de la difusión simple a través de conductos en que mientras que la magnitud de difusión de la difusion simple se incrementa de manera proporcional con la concentración de la sustancia que se difunde, en la difusión facilitada la magnitud de difusión se aproxima a un máximo (Vmax), al aumentar la concentración de la sustancia.
Filtración
La filtración es el movimiento de agua y moléculas disueltas a través de la membrana debido a la presión hidrostática generada por el sistema cardiovascular. Dependiendo del tamaño de los poros de la membrana, sólo los solutos con un determinado tamaño pueden pasar a través de la membrana. Por ejemplo, los poros de la membrana de la cápsula de Bowman en los glomérulos renales, son muy pequeños, y sólo la albúmina, la más pequeña de las proteínas, tienen la capacidad de ser filtrada a través de ella. Por otra parte, los poros de las membranas de los hepatocitos son extremadamente grandes, por lo que una gran variedad de solutos pueden atravesarla y ser metabolizados.
Transporte activo:
Es el transporte en el que el desplazamiento de moléculas a través de la membrana celular se realiza en dirección ascendente o en contra de un gradiente de concentración o contra un gradiente eléctrico de presión (gradiente electroquímico), es decir, es el paso de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy concentrado. Para desplazar estas sustancias contra corriente es necesario el aporte de energía procedente del ATP. Las proteínas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que significa que pueden escindir el ATP para formar ADP o AMP con liberación de energía de los enlaces fosfato de alta energía.
Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio
Se encuentra en todas las células del organismo, encargada de transportar iones sodio hacia el exterior de las células y al mismo tiempo bombea iones potasio desde el exterior hacia el interior, lo que produce una diferencia de concentración de sodio y potasio a través de la membrana celular que genera un potencial eléctrico negativo dentro de las células, muy importante en el impulso nervioso.
Transporte activo secundario o cotransporte:
Es el transporte de sustancias muy concentradas en el interior celular como los aminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular.
- Bomba de calcio: Es una proteína de la membrana celular de todas las células eucariotas. Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca2+) hacia el exterior de la célula, gracias a la energía proporcionada por la hidrólisis de ATP, con la finalidad de mantener la baja concentración de Ca2+ en el citoplasma que es unas diez mil veces menos que en el medio externo, necesaria para el normal funcionamiento celular. Se sabe que las variaciones en la concentración intracelular del Ca2+ (segundo mensajero) se producen como respuesta a diversos estímulos y están involucradas en procesos como la contracción muscular, la expresión genética, la diferenciación celular, la secreción, y varias funciones de las neuronas. Dada la variedad de procesos metabólicos regulados por el Ca2+, un aumento de la concentración de Ca2+ en el citoplasma puede provocar un funcionamiento anormal de los mismos. Si el aumento de la concentración de Ca2+ en la fase acuosa del citoplasma se aproxima a un décimo de la del medio externo, el trastorno metabólico producido conduce a la muerte celular.
Transporte de macromoléculas o partículas:
Las macromoléculas o partículas grandes se introducen o expulsan de la célula por dos mecanismos:
Exocitosis:
Es la excreción de macromoléculas como la insulina a tráves de la fusión de vesículas con la membrana celular.
Endocitosis:
Es la ingestión de macromoléculas con la formación en el interior de la célula de vesículas procedentes de la membrana plasmática. Existen diferentes tipos de endocitosis como:
- Pinocitosis.
- Fagocitosis.
- Endocitosis mediado por receptor: Es un tipo de endocitosis muy específico, ya que las sustancias o ligandos introducidas se unen a los receptores, la membrana celular que contiene estos receptores se invagina y forma una vesícula con la unión de ligando receptor. Así se introducen en el interior de las células, las lipoproteínas que se unen a su receptor.
Transporte intracelular:
El transporte de biomoléculas en el interior de la célula es realizado por las corrientes citoplasmáticas, o por el retículo endoplasmático que contiene canales citoplasmáticos cubiertos de membranas, que comunican al aparato de Golgi con el núcleo y otras estructuras celulares.