Transporte activo y pasivo
El transporte celular es el paso de sustancias a través de la membrana plasmática. Se le llama transporte pasivo cuando no utiliza una fuente de energía metabólica, o bien, transporte activo, cuando sí utiliza una fuente de energía.
La membrana plasmática está constituida por una doble capa lipídica que selecciona el paso de sustancias. Esta función de barrera hace que la célula mantenga concentraciones de solutos en el citosol, diferentes de aquéllas del entorno extracelular. Cuando una sustancia se encuentra en diferentes concentraciones en lados opuestos de una membrana, se dice que hay un gradiente de concentración.
Debido a que los átomos y las moléculas pueden tener carga eléctrica, entonces se pueden formar también gradientes electroquímicos entre los compartimentos a ambos lados de la membrana.
Transporte pasivo: Proceso que permite el paso de iones y moléculas a través de la membrana plasmática, sin el uso de una fuente de energía metabólica. El mecanismo que hace posible este transporte es la energía cinética y entropía natural de las moléculas. El transporte pasivo se realiza en favor de un gradiente de concentración o de un gradiente electroquímico. Es el paso de sustancia de un medio muy concentrado a un medio no muy concentrado.No se necesita fuente energía para que se lleve acabo.
Mecanismos de transporte pasivo:
- Osmosis: Es el paso de moléculas de agua de un lado de la membrana plasmática al otro por medio de acuaporinas que son proteínas en la membrana como en todos los procesos de transporte pasivo de moléculas de agua atraviesan la membrana a favor del gradiente de concentración, pasan del medio de mayor concentración de agua al de menor de concentración de agua.
- Difusión simple: Es el paso de sustancias tales como los gases respiratorios, el alcohol y otras moléculas no polares a través de la membrana plasmática, las pequeñas moléculas no polares por ejemplo, O2 y el dióxido de carbono de los gases respiratorios son solubles en lípidos y difunden rápidamente a través de la bicapa lipídica de la membrana celular. Las moléculas lipofílicas pueden atravesar directamente la membrana plasmática por difusión simple. Sin necesidad de poros ni transportadores.
- Difusión facilitada: Algunas moléculas son muy grandes o demasiado hidrofilicas como para cruzar la bicapa lipídica de la membrana celular, por lo que para lograrlo requieren la ayuda de proteínas de canal o bien de proteínas transportadoras. Las proteínas de canal atraviesan la membrana y forman túneles hidrofilicos a través de ella lo que permite sus moléculas blanco pasen por difusión facilitada, el paso a través de las proteínas de canal permite que los compuestos polares y cargados eviten el centro hidrofóbico de la membrana plasmática el cual de lo contrario, frenaría o bloquearía su entrada a la célula. Estos canales son muy selectivos y solo transportan un tipo de molécula o algunas moléculas estrechamente relacionadas. Por su parte las proteínas transportadoras se distinguen de los canales en que disponen deun lugar de unión para el soluto por transportar, tras unir el soluto la proteína transportadora experimenta conformacional que le permite realiza la transferencia aquel lo que ocurre desde luego de mayor a menor concentración por tratarse de transporte pasivo facilitado. Al igual que las proteínas de canal, las proteínas transportadoras son selectivas para una o algunas sustancias.
Transporte activo: Proceso que permite el paso de iones y moléculas a través de la membrana plasmática, en contra de un gradiente de concentración o de un gradiente electroquímico. Es decir, el paso de sustancias desde un medio poco concentrado hasta un medio muy concentrado. Este tipo de transporte se necesita una fuente de energía para llevarse acabo. Se mueve en dirección contraria al gradiente. Ejemplo más común: bomba de sodio-potasio o ATP.
Se describen por lo menos 3 proteínas transmembrana que tienen la capacidad de realizar transporte activo:
Bombas de ATP: Una de las bombas de ATP mas emblemática es la bomba de sodio y potasio ; la cual es una enzima atpasa que se encuentra en la membrana plasmática de todas las células animales, esta bomba expulsa 3 iones de sodio hacia la matriz extracelular a la vez que introducen los iones de potasio hacia el citosol.
Cotransportadoras: transporta un soluto siguiendo su gradiente de concentración en la misma dirección que otro soluto en contra del gradiente de concentración.
Bombas activadas por luz: este transporte de solutos se lleva a cabo de menor a mayor concentración gracias a la captación de energía lumínica. Por ejemplo, las bacteriorhodopsinas y las halorhodopsinas son bombas de protones activadas por la luz.
