Fisiología de la membrana
La membrana celular es una fina barrera que separa los componentes
internos de la célula de los materiales extracelulares. Regula el paso de
sustancias q ue entran y salen de la célula y además posee funciones de
transporte, reconocimiento y comunicación. Está constituida por 40% de Lípidos,
50% de Proteínas y 10% de Glúcidos. Los lípidos se encuentran principalmente
formando la bicapa lipidica en forma de fosfolípidos, las proteínas de
encuentran atravesando los fosfolipidos o en la suoerficie de ellos
(dependiendo del tipo de proteina) y los glúcidos por lo general son
asociaciones con lípidos y proteínas formando glucolípidos y glucoproteínas
respectivamente. Adicionalmente se consiguen otras particulas como colesterol,
glucoforina, espectrina, actina, fibronectina, glucocalix, entre otras.
Permeabilidad Selectiva
La membrana plasmática regula la entrada y
salida de materiales a la célula, permitiendo el paso de algunas sustancias y
limitando el paso a otras garantizando el correcto funcionamiento de la misma.
El interior hidrofóbico de la bicapa de fosfolípidos es una de las razones por
las que la membrana es selectivamente permeable. La bicapa lipídica tiene un
papel fisicoquímico dual, pues sirve por una parte como un solvente de las
proteínas de la membrana y por otra actúa como una barrera a la permeabilidad.
Mientras que las moléculas hidrofóbicas, que son solubles en lípidos pueden
pasar fácilmente la membrana, moléculas pequeñas como el oxígeno, dióxido de
carbono, nitrógeno pueden difundir entre los fosfolípidos de membrana, pero
moléculas hidrofílicas pequeñas como agua, nutrientes como la glucosa e iones
de sodio, potasio, hidrógeno, entre otros no pueden pasar directamente a través
de los fosfolípidos de la membrana plasmática. Estos compuestos deben pasar a través
de transportes específicos que ocurren en la membrana.
Gradiente
Electroquímico:
La membrana mantiene un gradiente eléctrico y químico
entre los medios intracelular y extracelular. En relación al gradiente
eléctrico se puede decir que es electronegativa el interior de la célula pues
hay muchas cargas negativas de algunos elementos que le proporcionan este
aspecto, mientras que el líquido extracelular es más positivo por a misma
razón. Asimismo, se explica el gradiente químico que presenta a través de
elementos o iones que le confieren esta propiedad. (Biología Celular Lara, 2011)
Transporte a través de las membranas.
TRANSPORTE
PASIVO:Es el movimiento de sustancias desde
un lugar donde están más concentradas a otro de menor concentración. El
transporte pasivo está representado por la difusión simple, la difusión
facilitada, la ósmosis y la diálisis.
DIFUSIÓN SIMPLE: Es la manera por la cual el oxígeno, el dióxido de carbono y
pequeñas moléculas sin carga eléctrica atraviesan la membrana plasmática. La
célula consume oxígeno, con lo cual entra por la membrana ya que hay mayor
cantidad fuera de la célula que dentro de ella. Lo contrario ocurre con el
dióxido de carbono, que sale por estar más concentrado en el citoplasma que
fuera de él.
DIFUSIÓN FACILITADA: mediante esta forma se realiza el pasaje de pequeñas moléculas con
carga eléctrica, azúcares, aminoácidos y metabolitos de la célula, desde una
zona de mayor concentración a otra de menor concentración. La difusión facilitada
necesita de proteínas, llamadas proteínas de canal y transportadoras. Las
proteínas de canal establecen canales a manera de poros llenos de agua, que
cuando se abren dejan pasar sustancias a la célula. Las proteínas
transportadoras presentan cambios en su estructura para permitir que ingresen
sustancias a la célula. En ambos casos, el transporte se realiza a favor del
gradiente de concentración. Un gradiente de concentración es una zona donde
varía en forma permanente la concentración de una sustancia entre dos extremos
o puntos opuestos. Si la dirección de cualquier sustancia, por ejemplo sodio,
es hacia la zona más concentrada de sodio (de menor a mayor), significa “en
contra” del gradiente. Si el transporte es desde la zona más concentrada a la de
menor concentración, es “a favor” del gradiente. En la primera situación hay
gasto de energía, no así en la segunda. Transporte pasivos.
ÓSMOSIS: es el pasaje o difusión de un solvente (agua) a
través de una membrana semipermeable mediante un gradiente de concentración. La
membrana plasmática permite el paso del agua de un sitio a otro pero no el de
sustancias disueltas en ella (solutos). Toda vez que la célula tenga en su interior una
concentración de solutos mayor que la del medio externo, la célula está en una
solución hipotónica. Por lo tanto, el agua ingresa a la célula y provoca que se
agrande. Por el contrario, si la concentración de solutos es mayor en su
ambiente externo la célula está en un medio hipertónico, hecho que provoca la
salida de agua intracelular y la creación o arrugamiento de la célula. Cuando
la concentración de solutos es igual a ambos lados de la membrana, la célula
está en una media isotónica (igual tonicidad) y no hay difusión de agua. En la
difusión simple, en la facilitada y en la ósmosis no hay gasto de energía.
DIÁLISIS: cuando una membrana separa una sustancia con diferente
concentración a ambos lados, el soluto (la sal) difunde desde el lugar de mayor
concentración al de menor concentración, mientras que el agua lo hace desde el
sitio donde está en mayor cantidad (solución diluida) hacia la de menor
cantidad (solución concentrada de sal). Este proceso, denominado diálisis, se
define como el pasaje de una sustancia disuelta a través de una membrana
semipermeable a favor de un gradiente de concentración y sin gasto de
energía.
TRANSPORTE ACTIVO: Es el pasaje de una sustancia a través de una membrana
semipermeable desde una zona de menor concentración a otra de mayor
concentración. Este pasaje necesita un aporte de energía en forma de ATP y de
proteínas transportadoras que actúen como “bombas” para vencer ese gradiente.
La bomba de sodio y potasio cumple un rol muy importante en la producción y
transmisión de los impulsos nerviosos y en la contracción de las células musculares.
El sodio tiene mayor concentración fuera de la célula y el potasio dentro de la
misma. La proteína transmembrana “bombea” sodio expulsándolo fuera de la célula
y lo propio hace con el potasio al interior de ella. Este mecanismo se produce
en contra del gradiente de concentración gracias a la enzima ATPasa, que actúa
sobre el ATP con el fin de obtener la energía necesaria para que las sustancias
puedan atravesar la membrana celular. (Pérez & Borge)
Véase también en:
https://ocw.unican.es/pluginfile.php/879/course/section/967/Tema%25204-Bloque%2520II-Transporte%2520a%2520traves%2520de%2520Membrana.pdfhttps://biologiacelularlara2011.webnode.es/fisiologia-de-la-membrana/
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