TRANSPORTE DE MEMBRANAS

  Se denomina transporte de membrana al conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, comoiones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas, esto es, bicapas lipídicas que poseen proteínasembebidas en ellas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras.

Permeabilidad relativa de una bicapa de fosfolípidos a distintas sustancias¹

Tipo de sustancia	Ejemplos	Comportamiento
Gases	CO2, N2, O2	Permean
Moléculas polares pequeñas sin carga	Urea, agua, etanol	Permean, total o parcialmente
Grandes moléculas polares sin carga	glucosa, fructosa	No permean
Iones	K+, Na+, Cl-, HCO3-	No permean
Moléculas polares cargadas	ATP, aminoácidos,glucosa-6-fosfato	No permean

TIPOS DE TRANSPORTE:

DIFUSION SIMPLE 

  Como se mencionó anteriormente, la difusión pasiva es un fenómeno espontáneo puesto que suceden incrementando laentropía del sistema, y disminuyendo la energía libre.⁵ No requiere de la intervención de proteínas de membrana, pero sí de las características de la sustancia a transportar y de la naturaleza de la bicapa. Para el caso de una membrana fosfolipídica pura, la velocidad de difusión de una sustancia depende de su:

• gradiente de concentración,
• hidrofobicidad,
• tamaño,
• carga, si la molécula posee carga neta.

Estos factores afectan de diversa manera a la velocidad de difusión pasiva:

• a mayor gradiente de concentración, mayor velocidad de difusión,
• a mayor hidrofobicidad, esto es, mayor coeficiente de partición, mayor solubilidad en lípido y por tanto mayor velocidad de difusión,
• a mayor tamaño, menor velocidad de difusión,
• dado un potencial de membrana, es decir, la diferencia de potencial entre la cara exoplasmática y la endoplasmática de la membrana, y un gradiente de concentración se define un gradiente electroquímico que determina las direcciones de transporte energéticamente favorables de una molécula cargada, dependiendo de la naturaleza de ésta y del signo del potencial, si bien la mayor parte de las células animales poseen carga negativa en su exterior.

DIFUSION FACILITADA:

  Bajo el mismo principio termodinámico que en el caso de la difusión simple, es decir, que el soluto a transportar lo hace a favor de gradiente, la difusión facilitada opera de modo similar, pero está facilitada por la existencia deproteínas canal, que son las que facilitan el transporte de, en este caso, agua o algunos iones y moléculas hidrófilas. Estas proteínas integrales de membrana conforman estructuras en forma de poro inmersas en la bicapa, que dejan un canal interno hidrofílico que permite el paso de moléculas altamente lipófobas como las mencionadas anteriormente. La apertura de este canal interno puede ser constitutiva, es decir, continua y desregulada, en los canales no regulados, o bien puede requerir una señal que medie su apertura o cierre: es el caso de los canales regulados.

TRANSPORTE ACTIVO Y COTRANSPORTE:

  En él se efectúa un transporte en contra del gradiente de concentración o electroquímico y, para ello, las proteínas transportadoras implicadas consumen energía metabólica (comúnmente adenosín trifosfato). La hidrólisis del compuesto que actúa como moneda energética puede ser muy evidente, como en el caso de los transportadores que son ATPasas, o puede tener un origen indirecto: por ejemplo, los cotransportadores emplean gradientes de determinados solutos para impulsar el transporte de un determinado compuesto en contra de su gradiente, a costa de la disipación del primer gradiente mencionado. Pudiera parecer que en este caso no interviene un gasto energético, pero no es así puesto que el establecimiento del gradiente de la sustancia transportada colateralmente al compuesto objetivo ha requerido de la hidrólisis de ATP en su generación mediante unos determinados tipos de proteínas denominados bombas.² Por ello, se definetransporte activo primario como aquél que hidroliza ATP de forma directa para transportar el compuesto en cuestión, y transporte activo secundario como aquél que utiliza la energía almacenada en un gradiente electroquímico.

TRANSPORTADORES:

  Un transportador puede movilizar diversos iones y moléculas; según la direccionalidad, se distinguen:

• antiportadores: aquéllos que transportan un tipo de molécula en contra de su gradiente al mismo tiempo que desplazan uno o más iones diferentes a favor del suyo, siendo ambos gradientes contrapuestos,
• simportadores: los que desplazan el compuesto a transportar en contra de su gradiente acoplando este trasiego al desplazamiento de uno o más iones diferentes a favor del suyo, que, en este caso, es equivalente al de la molécula a transportar.

Ambos reciben el nombre de contransportadores.

Bibliografía:

1. ↑ ^a b c Mathews, C. K.; Van Holde, K.E et Ahern, K.G (2003). Bioquímica, 3ª edición. ISBN 84-7892-053-2.
2. ↑ ^{a b c d e f g h} Randall, D.; Burggren, W. et French, K. (1998). Eckert Fisiología animal, 4ª edición. ISBN 84-486-0200-5.
3. ↑ ^a b Lehninger, Albert (1993). Principles of Biochemistry, 2nd Ed.. Worth Publishers. ISBN 0-87901-711-2.