TRANSPORTE
ACTIVO Y OTROS PROCESOS ACTIVOS
Algunas
sustancias que son necesarias en el interior de la célula o que deben
ser eliminadas de la misma no pueden atravesar la membrana celular
por ser muy grandes, llevar una carga eléctrica o porque deben vencer
un gradiente de concentración. Para estos casos, la naturaleza ha
desarrollado el transporte activo, un proceso que consume energía
y que requiere del concurso de proteínas integrales que actúan como
"bombas" alimentadas por ATP, para el caso de moléculas pequeñas o
iones y el transporte grueso específico para moléculas de gran
tamaño como proteínas y polisacáridos e incluso células enteras como
bacterias y hematíes.
Transporte
activo:
Por
este mecanismo pueden ser transportados hacia el interior o exterior
de la célula los iones H+ (bomba de protones) Na+ y K+ (bomba de sodio-potasio),
Ca++ , Cl-, I, aminoácidos y monosacáridos. Hay dos tipos de transporte
activo:
Transporte
activo primario: en este caso, la energía derivada del ATP
directamente empuja a la sustancia para que cruce la membrana,
modificando la forma de las proteínas de transporte (bomba) de
la membrana plasmática. El ejemplo más característico es la bomba
de Na+/K+, que mantiene una baja concentración de Na+ en el
citosol extrayéndolo de la célula en contra de un gradiente de
concentración. También mueve los iones K+ desde el exterior hasta
el interior de la célula pese a que la concentración intracelular
de potasio es superior a la extracelular. Esta bomba debe funcionar
constantemente ya que hay pérdidas de K+ y entradas de Na+ por
los poros acuosos de la membrana.
Esta bomba actúa como una enzima que rompe la molécula de ATP
y también se llama bomba Na+/K+-ATPasa. Todas las células
poseen cientos de estas bombas por cada um2 de membrana. Su mecanismo
de acción se muestra esquemáticamente en la figura
Transporte
activo secundario: La bomba de sodio/potasio mantiene una
importante diferencia de concentración de Na+ a través de la membrana.
Por consiguiente, estos iones tienen tendencia a entrar de la
célula a través de los poros y esta energía potencial es aprovechada
para que otras moléculas, como la glucosa y los aminoácidos, puedan
cruzar la membrana en contra de un gradiente de concentración.
Cuando la glucosa cruza la membrana en el mismo sentido que el
Na+, el proceso se llama Symporte o cotransporte ; cuando
los hacen en sentido contrario, el proceso se llama Antiporte
o contratransporte
Transporte
Grueso
Algunas
sustancias más grandes como polisacáridos, proteínas y otras células
cruzan las membranas plasmáticas mediante verios tipos de transporte
grueso:
Endocitosis:
es el proceso mediante el cual la sustancia es transportada al
interior de la célula a través de la membrana. Se conocen tres
tipos de endocitosis:
Fagocitosis:
en este proceso, la célula crea una proyecciones de la membrana
y el citosol llamadas pseudopodos que rodean la partícula
sólida. Una vez rodeada, los pseudopodos se fusionan formando
una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica
o fagosoma. El material sólido dentro de la vesícula
es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los lisosomas.
Los glóbulos blancos constituyen el ejemplo más notable de células
que fagocitan bacterias y otras sustancias extrañas como mecanismo
de defensa.
Pinocitosis:
en este proceso, la sustancia a transportar es una gotita o
vésicula de líquido extracelular. En este caso, no se forman
pseudópodos, sino que la membrana se repliega creando una vesícula
pinocítica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido
procesado, la membrana de la vesicula vuelve a la superficie
de la célula.
De esta forma hay un tráfico constante de membranas entre la
superficie de la célula y su interior.
Endocitosis mediante un receptor : este es un proceso
similar a la pinocitosis, con la salvedad que la invaginación
de la membrana sólo tiene lugar cuando una determinada molécula,
llamada ligando, se une al receptor existente en la membrana.
Una vez formada la vesícula endocítica está se une a
otras vesículas para formar una estructura mayor llamada endosoma.
Dentro del endosoma se produce la separación del ligando y del
receptor: Los receptores son separados y devueltos a la membrana,
mientras que el ligando se fusiona con un liposoma siendo digerido
por las enzimas de este último. Aunque este mecanismo es muy
específico, a veces moléculas extrañas utilizan los receptores
para penetrar en el interior de la célula. Así, el
HIV (virus de la inmunodeficiencia adquirida) entra en las
células de los linfocitos uniéndose a unas glicoproteínas llamadas
CD4 que están presentes en la membrana de los mismos.
Las vesículas endocíticas se originan en dos áreas específicas
de la membrana:
- Los
"hoyos recubiertos" ("coated pits") son invaginaciones
de la membrana donde se encuentran los receptores .
- Los
caveólos son invaginaciones tapizadas por una proteína especializada
llamada caveolina, y parece que juegan diversos papeles:
La superficie de los cavéolos disponen de receptores que
pueden concentrar sustancias del medio extracelular
Se utilizan para transportar material desde el exterior
de la célula hasta el interior mediante un proceso llamado transcitosis. Esto ocurre, por ejemplo, en las células
planas endoteliales que tapizan los capilares sanguíneos.
Están implicados en el proceso de envío de señales intracelulares:
la unión de un ligando a los receptores de los caveólos
pone en marcha un mecanismo intracelular de envío de señales
Exocitosis: Durante la exocitosis, la membrana de la vesícula secretora
se fusiona con la membrana celular liberando el contenido de
la misma. Por este mecanismo las células liberan hormonas (p.ej.
la insulina), enzimas (p.ej. las enzimas digestivas) o neurotransmisores
imprescindibles para la transmisión nerviosa.
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