R5 Transporte a través de la Membrana

Es necesario para la vida  de la célula el importar sustancias del exterior, excretar sustancias de desecho y regular la concentración de iones orgánicos dentro de ella. Es por ello que a lo largo de la bicapa lipídica existen canales y bombas muy selectivos que permiten el ingreso y egreso de de diversas partículas. También existen proteínas en la membrana, que se extienden a lo largo del espesor, que funcionan como sensores que permiten a la célula responder ante alteraciones del entorno.

Existen diversos principios que nos van a ayudar a comprender de mejor manera el transporte de membrana. Entre ellos tenemos que tener en claro que la comunicación que se da entre el interior y el exterior es en condiciones de gran diferencia. Primeramente los iones inorgánicos que participan en el transporte de membrana son el Na+ (sodio),  K+ (potasio), Ca2+ (calcio), H+ (hidrogeno), Cl- (cloro). La concentración en el centro es mayormente de K+ mientras en el exterior es de Na+. Para que la célula no sea destruida por la fuerza eléctrica se necesita que la cantidad de cargas negativas en el interior se equilibre con la cantidad de cargas negativas en el exterior. Para las moléculas hidrófilas es muy poco probable entrar de manera no facilitada en un medio hidrófobo o viceversa. Sin embargo si transcurre un tiempo suficiente prácticamente cualquier molécula se difundirá en una bicapa lipídica. Existen algunas características como lo son el tamaño que también influyen en la solubilidad, entre menor sea el tamaño mayor será la solubilidad y la velocidad de difusión a través de la membrana.

Tipos de Proteínas y de Transporte

Las proteínas de transporte se dividen en dos tipos: proteínas transportadoras y proteínas de canales. Las proteínas transportadoras actúan más que nada como una puerta, ya que permiten el paso al interior de la membrana solo a los solutos que encajan en sus sitios de unión, y luego cambian su propia conformación para el transporte de las moléculas. Por otro lado las proteínas de canales son sensibles al tamaño y la carga eléctrica de la molécula.

Existen dos tipos de transporte que se dan en las proteínas. El transporte pasivo es aquel que se da de un sitio de mayor concentración a uno de menor, siempre que exista una vía que lo permita, a este también se le conoce como difusión facilitada.  El transporte activo que se da en la membrana cuando el soluto va en contra de un gradiente de concentración y por ello necesita de energía celular para llevarse a cabo.

Potencial Eléctrico y de Acción

Como sabemos hay potenciales eléctricos en todas las células del cuerpo, entre estas células podemos recalcar las células nerviosas en donde los cambios de potencial eléctrico son indispensables para la creación y transmisión de impulsos eléctricos. El potencial eléctrico de una célula se ve determinado por los canales iónicos que esta contiene y la forma de actuar de los mismos, la actividad eléctrica de la neurona es consecuencia de la apertura y cierre de proteínas de canal iónico.  Es importante recalcar que cuando hablamos de canales iónicos estamos hablando de un transporte pasivo por difusión facilitada, es decir que va a favor del gradiante de concentración, no hay gasto de energía (ATP) y necesita de canales proteicos que ayuden al transporte.

El potencial de acción es la actividad eléctrica rápida, transitoria que sigue la ley del todo o nada y que se propaga por la membrana plasmática de las células excitables como resultado de la apertura y cierre selectivo de los canales de Na+ y K+ regulados por voltaje.

Asimismo es de gran importancia que describamos que genera los potenciales de acción. Existen 3 tipos de estímulos capaces de generar un potencial de acción en una célula pueden ser:

·         Químicos: Cualquier factor que ocasione que los iones de sodio atraviesen la membrana hacia el interior de la célula, en cantidades suficientes, puede generar un potencial de acción. Asimismo, algunas sustancias pueden estimular una fibra nerviosa aumentando su permeabilidad, como lo son ácidos, bases, sales concentradas, acetilcolina, norepinefrina, entre otros.

·         Mecánicos: Aplastar, pellizcar, picar o presionar un nervio puede generar una rápida entrada de sodio a la célula, originando un potencial de acción.

·         Eléctricos: Cualquier estímulo que lleve una carga eléctrica. Una carga eléctrica inducida artificialmente a través de la membrana también puede generar un potencial.

Referencias

·         Alberts, Bruce, et al. Introducción a la Biología Celular. Madrid, España: Editorial Médica Panamericana, 2006, G3pp , 365pp.

·         Guyton, Arthur; (1976): “Excitation –The Process of eliciting the action potencial” en Medical Physiology; Saunders Company, 4ª ed., pág. 125.

·         Lodish, Harvey, et al. (2006): Biología Celular y Molecular. Argentina, Editorial Médica Panamericana, 5ª ed., 972 pp.