FISIOLOGÍA CELULAR 2. TRANSPORTE CELULAR.

-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 crenación o arrugamiento de la célula. Cuando la concentración de solutos es igual a ambos lados de la membrana, la célula está en un medio isotónico (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 en la figura de la izquierda) 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.

La forma de actuar de la bomba de sodio y potasio es la siguiente:
1: tres iones de sodio (3 Na+) intracelulares se insertan en la proteína transportadora.
2: el ATP aporta un grupo fosfato (Pi) liberándose difosfato de adenosina (ADP). El grupo fosfato se une a la proteína, hecho que provoca cambios en el canal proteico.
3: esto produce la expulsión de los 3 Na+ fuera de la célula.
4: dos iones de potasio (2 K+) extracelulares se acoplan a la proteína de transporte.
5: el grupo fosfato se libera de la proteína induciendo a los 2 K+ a ingresar a la célula. A partir de ese momento, comienza una nueva etapa con la expulsión de otros tres iones de sodio.

Video

La bomba de sodio y potasio controla el volumen de las eucariotas animales al regular el pasaje del sodio y del potasio. El gradiente generado produce un potencial eléctrico que aprovechan todas aquellas sustancias que debe atravesar la membrana plasmática en contra del gradiente de concentración.
A medida que sale sodio de la célula, el líquido extracelular adquiere un mayor potencial eléctrico positivo, lo que provoca atracción de iones negativos (cloro, bicarbonato) intracelulares. Al haber más iones de sodio y cloruros (Na+ y Cl-) en el medio extracelular, el agua tiende a salir de la célula por efecto de la ósmosis. De esta manera, la bomba de sodio y potasio controla el volumen celular.

ENDOCITOSIS

La célula utiliza la endocitosis para incorporar grandes moléculas. La membrana plasmática se invagina y rodea a las partículas. Luego se forman vesículas que transportan las sustancias al citoplasma. Hay tres formas de endocitosis: fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por receptor.

-FAGOCITOSIS: la célula absorbe grandes partículas mediante prolongaciones de la membrana plasmática (pseudópodos). Las partículas son encerradas en vesículas que luego se unen a los lisosomas (fagosomas). Estos digieren esas partículas y las transforman en sustancias más simples que se vuelcan al citoplasma para su utilización. Los glóbulos blancos utilizan la fagocitosis como método de defensa para eliminar cuerpos extraños, microorganismos y sustancias nocivas para el organismo. Las amebas, para alimentarse.

-PINOCITOSIS: es la forma en que la célula engloba líquidos extracelulares con nutrientes en suspensión como aminoácidos, glúcidos y ácidos grasos. La membrana proyecta finas prolongaciones que encierran la sustancia a incorporar. Ya en el citoplasma, se forman vesículas que más tarde se rompen y liberan el contenido. Las vesículas (ahora excretoras) mantienen los desechos en su interior para su posterior excreción. Para ello, se dirigen a la membrana plasmática, se fusionan con ella y eliminar el contenido fuera de la célula por exocitosis.

-ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES: es parecida a la pinocitosis, pero la membrana posee receptores para que la macromolécula a incorporar se una a los mismos. Luego se forma una vesícula, el endosoma, y en su interior se separan los receptores de la sustancia. Los receptores son devueltos a la membrana plasmática y la sustancia incorporada se fusiona a los lisosomas para ser degradada. Aunque la endocitosis mediada por receptores es una manera muy específica, puede ocurrir que sustancias extrañas utilicen a los receptores para ingresar a la célula, como sucede con el virus del sida con los receptores de algunos linfocitos.

-SECRECIÓN
Proceso que realiza la célula para verter (segregar), a través de la membrana plasmática, sustancias útiles para el organismo como leche, hormonas o enzimas para la digestión. Existen dos tipos de secreción. Una de ellas es la secreción constitutiva, utilizada por todas las células y realizada en forma continua por las vesículas que proceden del complejo de Golgi. Dichas vesículas se forman cuando las sustancias transportadas atraviesan los dictiosomas y llegan a la cara trans. Luego se dirigen hacia la membrana plasmática donde se fusionan para descargar su contenido (lípidos, proteínas) sin señal previa. Este proceso se denomina exocitosis, y es inverso al de endocitosis El otro tipo de secreción es la regulada, propia de las células secretoras de las glándulas, que necesitan una señal de algún mensajero químico para verter su contenido (una hormona o enzima). A diferencia de la anterior, la secreción regulada no se realiza de manera continua. Ambos tipos de secreción vierten su contenido al medio extracelular por exocitosis.
Los órganos encargados de las diversas secreciones son las glándulas. Estas glándulas pueden ser endócrinas si segregan sustancias hacia la sangre, como las hormonas. Un ejemplo de este tipo es el páncreas. Cuando vierten su contenido hacia cavidades del organismo o hacia el exterior, las glándulas se denominan exócrinas. Son ejemplos las glándulas salivales, la glándula mamaria, las sudoríparas, etc. Además de ser endócrino, el páncreas es una glándula de secreción exócrina, ya que además de hormonas que van hacia la sangre como la insulina, elabora enzimas digestivas (tripsina, amilasa) vertidas en el intestino delgado. Es así que el páncreas es considerado como una glándula de secreción mixta.
Los vegetales también segregan sales y aceites a través de glándulas. Los nectarios son glándulas secretoras de néctar que se ubican en las flores (nectario floral) o en otra parte de la planta (nectario extrafloral).

-EXCRECIÓN
Es la eliminación de sustancias de desecho del metabolismo celular hacia el exterior. La célula excreta desechos por transporte pasivo (dióxido de carbono), transporte activo y exocitosis.

Mecanismos de transporte a través de la membrana plasmática