TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR

1.     Transporte a través de la membrana.

Como hemos dicho antes la membrana celular permite el paso de sustancias, tanto del interior al exterior de la célula como del exterior al interior de la misma. Hay dos tipos de transporte:

-       Pasivo: transporte mediante el cual la célula no requiere gasto de energía. En este tipo de transporte los fosfolípidos y canales proteicos regulan las sustancias que pasan a través pero no la dirección en la que pasan. Hay tres tipos de transporte pasivo.

o   Osmosis. Es el paso de moléculas a través de una membrana semipermeable para conseguir que a los dos lados de dicha membrana haya la misma concentración de soluto.

§  Si en la célula hay mas sales que en el exterior, se encontrara en una solución hipotónica, por lo que se hinchara y recibirá turgencia.

§  Si en la célula hay menos sales que en el exterior, se hallara en una solución hipertónica, por lo que la célula pierde agua lo que hace que reduzca su tamaño y recibirá plasmólisis.

§  Si tanto en el exterior de la célula como en el exterior de la misma hay la misma concentración de sales. La célula estará en una disolución isotónica.

o   Difusión simple. Sucede cuando los solutos y otras sustancias pasan a través de la membrana. La sustancia siempre pasa desde el lado donde se haya mas concentrada al lado donde se encuentra en menor concentración. Un ejemplo de la difusión simple es el intercambio de gases en los alveolos.

o   Difusión facilitada. Ocurre a través de los canales proteicos sin que esta necesite del ATP para que los solutos pasen a diferencia del transporte activo.

-       Transporte activo: requiere del gasto de energía. se realiza a través de los canales proteicos (proteínas). Se realiza en contra del gradiente de concentración, es decir, la sustancia pasa de una solución donde esta menos concentrada a otra donde se encuentra en mayor concentración. Hay ejemplo de transporte activo, que es el mas conocido, el transporte de iones Na⁺ -K⁺. Este transporte se realiza a través de un mecanismo denomina bomba de      Na⁺-K⁺. Este sistema de bombeo hace que los iones de Na⁺ salgan de célula donde están en menor concentración al exterior donde se encuentran en mayor cantidad, mientras que el K⁺ hace el proceso inverso, entra en la célula donde se haya en mayor concentración. Por cada 3 Na⁺ que salen de la celula entran 2 de K⁺.

2.     Endocitosis y exocitosis

Endocitosis:

La endocitosis es un proceso celular por el cual se introduce en la célula solutos, partículas y moléculas de distintos tipos y de origen extracelular. El proceso consiste en rodear dichas sustancias en una invaginación de la membrana celular que conducen, gracias a movimientos de escasa amplitud, a la formación de vesículas que terminan por desprenderse e incorporarse al citoplasma.

Una vez dentro de la célula las vesículas de endocitosis pueden seguir dos caminos: Digestión o transcitosis.

En la digestión las vesículas se fusionan con lisosomas primarios para formar vacuolas digestivas. Los productos de la digestión se incorporarán posteriormente al metabolismo celular.

La transcitosis es el proceso realizado por algunas vesículas de endocitosis que simplemente transportan su contenido de un punto a otro de la célula.

La endocitosis tiene un papel fundamental en cuanto a la respuesta inmune, la comunicación intercelular, la transducción de señales y la homeostasis.

Dependiendo del tipo de sustancia que se desee introducir en la célula se estaría hablando de distintos tipos de endocitosis:

-       Fagocitosis: Se trata de una endocitosis especializada en incorporar al medio intercelular grandes partículas como bacterias, virus y restos celulares. Es el mecanismo de endocitosis más común. Se podría considerar la manera de comer que tienen las células. El proceso consiste en una molécula que se apoya en la membrana para posteriormente ser introducida en la célula envuelta en membrana plasmática dando lugar a una vesícula denominada Fagosoma. Este fagosoma será fusionada con los órganos encargados de realizar la digestión celular: Los lisosomas, que digerirán su contenido. Este proceso consume una cantidad importante de energía y solo se da en células especializadas llamadas fagocitos.

-       Pinocitosis: Es un tipo de endocitosis en la que las sustancias entran en la célula en forma de solución y de  forma inespecífica e indescriminada. Al igual que la fagocitosis se podría considerar el “comer” de las células la pinocitosis podríamos considerarlo el “beber”. En este proceso la célula engulle fluido extracelular, incluyendo moléculas como azúcar y proteínas. Las vesículas que se forman son muy pequeñas, solo visibles al microscopio. Se da en todo tipo de células. Dentro de la pinocitosis existe un caso especial llamado macropinocitosis que también se encarga de la incorporación de fluidos pero en grandes cantidades.

-       Endocitosis mediada por el receptor: Se conoce como el mecanismo de incorporación de moléculas específicas reconocidas por receptores de la membrana plasmática. Se han descubierto unos 25 tipos de receptores que actúan en este tipo de endocitosis y gracias a ellos la célula puede incorporar con gran eficacia sustancias que se encuentran en el medio pero en una concentración muy baja. Estas sustancias que se desean incorporar son macromoléculas específicas llamadas  ligandos (que reciben estos nombres porque a ellas van ligadas otras sustancias) y para su incorporación se produce una asociación de las mismas a puntos determinados de la membrana. Los ligandos se unen a los receptores formando una asociación ligando-receptor. Estas asociaciones se desplazan a lo largo de la membrana a estructuras llamadas hoyos revestidos, que se podrían considerar depresiones en la membrana celular. Dentro del citoplasma estas depresiones están bordeadas de una proteína (claritina) la cual puede polimerizarse en una estructura en forma de jaula. Al formarse la jaula  se forma la vesícula de membrana que se mueve dentro del citoplasma llevando el ligando del fluido extracelular dentro de la célula. Una vez dentro de la célula las sustancias ligadas a los ligandos son incorporadas a la célula y los ligandos destruidos o expulsados de nuevo.

Exocitosis:

Es el proceso contrario a la endocitosis. Es el movimiento de vesículas intracelulares a la membrana citoplasmática, donde se fusionan con ella y liberan su contenido al exterior. Este proceso tiene lugar a raíz de una señal extracelular y además sirve para expulsar desechos celulares producidos por el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi.

Se diferencian dos tipos de exocitosis: Constitutiva y regulada.

La constitutiva está presente en un mismo tiempo en todas partes y lleva moléculas para la matriz extracelular y para la propia membrana.

La regulada se produce en las células secretoras y estas regulan el momento y el lugar de la membrana plasmática en el que van a fusionarse.

La endocitosis y la exocitosis son dos procesos que están regulados por la célula para mantener constante la membrana plasmática, permitiendo su regeneración ya que en la endocitosis se utiliza membrana plasmática para formar las vesículas que luego vuelve a su lugar de origen al fusionarse con la membrana en la exocitosis.