TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA - ocw.unican.es

1 FISIOLOG A GENERAL Jes s Merino P rez y Mar a Jos Noriega Borge TRANSPORTE A TRAV S DE MEMBRANA . De todas las propiedades descritas en el modelo que tienen las membranas, se desprende una que es la m s relevante desde el punto de vista funcional: La permeabilidad selectiva, es decir, la posibilidad de que la MEMBRANA restrinja los solutos que han de pasar a su trav s, pudiendo variar dicha permeabilidad en funci n de las necesidades celulares en cada momento. 1. TIPOS DE TRANSPORTE . Una forma muy simple de clasificar las modalidades de TRANSPORTE atiende al punto de vista del consumo de energ a metab lica.

2 As el TRANSPORTE que no utiliza energ a se define como trans - porte pasivo mientras que el que la consume se denomina TRANSPORTE activo. En el caso del TRANSPORTE pasivo, el soluto se mueve siempre a favor de gradiente, que se convierte en la fuerza de conducci n para el movimiento. Adem s del criterio anterior (consumo de energ a) existe la posibilidad de dividir los sistemas de TRANSPORTE en otros dos grupos, seg n que necesiten la presencia de una prote na trans - portadora o no. As tenemos, por un lado, el TRANSPORTE libre en el que el soluto atraviesa la MEMBRANA por diversos lugares pero sin el concurso de transportador alguno; y el TRANSPORTE mediado, en el que se requiere la presencia de una prote na de MEMBRANA espec fica para el soluto a transportar.

3 TRANSPORTE pasivo y libre: difusi n simple o libre La difusi n es un proceso que se produce como consecuencia de la energ a t rmica de la mate- ria. Cualquier mol cula tiende a moverse de forma independiente y al azar; y se dispersa o di- semina de manera que, en la situaci n de equilibrio din mico, su distribuci n es uniforme. Los movimientos de las mol culas en el interior de una soluci n se denominan flujos. Este sistema de TRANSPORTE es el m s simple, y para mol culas sin carga (neutras) el flujo neto viene dado por la ley de Fick o ley de la difusi n.

4 Q recibe el nombre de flujo neto o tasa de difusi n (cantidad/tiempo); D es el coeficiente de di- fusi n; A es el rea o superficie de MEMBRANA disponible para el movimiento, y c/ x es el gra- diente de concentraci n o diferencia de concentraci n a trav s de la distancia x. El signo menos viene dado porque el flujo neto va a favor de gradiente de una zona de m s concentraci n a una zona de menos concentraci n. Al considerar la difusi n a trav s de la MEMBRANA celular para un soluto concreto, tanto D como A y x, son constantes, y por tanto se agrupan en una nueva constante denominada coeficien- te de permeabilidad P, simplific ndose la ecuaci n de la siguiente manera: P= - (DA/ x).

5 Q= P c 1 FISIOLOG A GENERAL Jes s Merino P rez y Mar a Jos Noriega Borge En el caso de las c lulas con tama os medios de unas 20 , y rodeadas de una capa de l quido intersticial de aproximadamente 1 , las distancias de difusi n son muy peque as y, por lo tan- to, este tipo de TRANSPORTE puede desarrollarse con una alta eficacia. Difusi n simple, el movimiento de las part culas desde un rea donde la concentraci n que presentan es alta, a un rea que con baja concentraci n. Una de las distintas maneras en que las mol culas se mueven en las c lulas ( KES47).

6 Como ejemplos de sustancias que utilizan este sistema de TRANSPORTE est n: O2, CO2, solutos liposolubles de peso molecular bajo: urea, glicerol, etc. Se ha observado que las mol culas hi- drosolubles neutras de peso molecular inferior a 200 pasan r pidamente la MEMBRANA , como por ejemplo la mol cula de agua. Las mol culas de este tipo pasan entre las cadenas laterales de los fosfol pidos sin disolverse, y adem s en el caso del agua existen una serie de prote nas- canales, denominadas acuaporinas, que permiten un r pido incremento en la permeabilidad de la MEMBRANA al agua.

7 2 FISIOLOG A GENERAL Jes s Merino P rez y Mar a Jos Noriega Borge TRANSPORTE pasivo y libre: smosis El contenido de agua que tiene una c lula determina su volumen celular, y garantiza que los procesos metab licos puedan desarrollarse normalmente. Como las membranas celulares son muy permeables al agua, tal como se ha comentado previamente, ste se mover siguiendo sus gradientes. La smosis es una clase especial de difusi n que se define como "el flujo neto de agua que atraviesa una MEMBRANA semipermeable que separa dos compartimentos acuosos".

8 La MEMBRANA celular se comporta de forma aproximada como una MEMBRANA semipermeable, es decir dejando pasar el agua pero no los solutos. El agua se mueve desde una zona donde su concentraci n es mayor, a otra donde es menor. En el caso de las soluciones intra y extrace- lular el agua se mover desde la soluci n que presente una menor concentraci n (soluci n hi- posm tica) a la que tenga la mayor concentraci n (soluci n hiperosm tica). La presi n hidros- t tica necesaria para impedir la smosis se define como "presi n osm tica".

9 La osmolaridad guarda relaci n con el n mero de part culas y es independiente de su naturale- za qu mica. As un mol de glucosa que tiene un Pm = 180, al no disociarse, tiene el mismo va- lor de osmolaridad que un mol de alb mina, que tampoco se disocia y, sin embargo, tiene un Pm = 67000. Por el contrario, un electrolito como el ClNa, que en soluci n se disocia en dos io- nes activos osm ticamente, presenta una concentraci n osmolar doble a la molar, ya que una parte corresponde al i n Na+ y otra al i n Cl.

10 La osmolaridad total de una soluci n es la suma de la osmolaridad de cada uno de sus solutos constituyentes. Los l quidos corporales tienen una osmolaridad de 0,29 osmoles/litro o 290. mO/l. Los iones principales (Na, K, Cl, etc.) son responsables del 96%, mientras que la gluco- sa, amino cidos y otros solutos no disociables aportan tan s lo un 3%; de estos solutos, las prote nas tan s lo constituyen el 0,5% de la osmolaridad total del plasma y valores a n meno- res en los l quidos extracelulares, pr cticamente carentes de prote nas.