Funciones de la membrana plasmática: tipos de transporte y su importancia biológica

OCUPACIÓN 6. Biología, 10-11 grado.
Estudie la lección, responda las preguntas.
Lección 4. Funciones de las P.A.C.
En términos generales, se dividen en funciones universales y específicas.

Funciones universales de las P.A.C.

• Barrera-transporte

• Contacto

• Receptora

• Catalítica

• Motora

• Individualización

Función barrera-transporte.
En términos generales, se divide en barrera y transporte. La barrera se define por la presencia de una capa bilipídica y previene la penetración incontrolada de la mayoría de las moléculas e iones en la célula.
La barrera permite mantener la individualidad del citoplasma en relación con el medio extracelular. Esta individualidad se manifiesta en la existencia de un parámetro como el potencial de membrana en reposo. Al alterar el P.M.P., el flujo de iones se vuelve incontrolable, lo que conduce a la alteración de la presión osmótica y a la muerte celular. La alteración de la barrera es utilizada por algunas células del sistema inmune, particularmente los T-killers y N-killers. Estas células interactúan con células anormales del cuerpo y secretan proteínas perforinas, que se insertan en la membrana de la célula objetivo, creando grandes poros. El transporte de iones se vuelve incontrolable y la célula muere. Existen péptidos sintéticos capaces de insertarse en la plasmalema de células con el citoesqueleto alterado. Tales células incluyen células anormales, células infectadas por virus y protozoos.

A través de la plasmalema, es posible realizar los siguientes tipos de transporte:

• Transporte libre o difusión simple

• Transporte pasivo o difusión facilitada

• Transporte en vesículas de membrana o citosis

• Transporte activo

El transporte libre sigue las leyes de difusión y ocurre según el gradiente electroquímico de concentración. La velocidad de este transporte es directamente proporcional a la magnitud del gradiente. Este tipo de transporte se realiza directamente a través de la capa bilipídica y afecta a moléculas simples no cargadas. Este tipo de transporte debe ser considerado al administrar medicamentos en la sangre, ya que los glóbulos rojos son células extremadamente sensibles a los cambios en la presión osmótica.

• Existen transportadores o canales quimiosensibles. La forma más sencilla es la fosforilación y desfosforilación, mientras que en un caso más complejo, diversas interacciones alostéricas con moléculas señalizadoras.

• Canales sensibles al potencial, cuya conformación cambia con la alteración del P.M.P. Normalmente, el P.M.P. es de -70 mV.

En las membranas de las células nerviosas y musculares existen canales dependientes de potencial para el sodio, los cuales pueden cambiar su conformación y abrirse al despolarizar las membranas. Esto genera un potencial de acción en la célula. La alta sensibilidad de estos canales debido a defectos hereditarios es una de las causas de la epilepsia. Para una misma sustancia, existen varios tipos de transportadores pasivos. Por ejemplo, hay 7 tipos de transportadores para la glucosa. El transportador más universal y característico de casi todas las células es el GluT2. Su actividad aumenta con la concentración de glucosa en sangre. Un transportador con relevancia médica es el GluT4. Las proteínas de este transportador se sintetizan en las células de tejido adiposo subcutáneo y en las células hepáticas. Bajo la influencia de la insulina, el GluT4 se transporta a la P.A.C. de estas células cuando la concentración de glucosa en sangre aumenta drásticamente. En caso de patologías de estos transportadores, se observa diabetes mellitus independiente de insulina. La alteración del transporte pasivo suele tener consecuencias médicas graves. Por ejemplo, la tetrodotoxina, un veneno que se encuentra en los tejidos del pez globo, tiene alta afinidad por los canales de sodio dependientes de potencial. La sustancia entra en el canal y lo bloquea. Muchos anestésicos locales tienen un efecto similar al de la tetrodotoxina. El veneno de curare bloquea la transmisión de impulsos del nervio a los músculos, y la persona muere por parálisis muscular. El veneno de la cobra tiene un efecto similar. El veneno de la araña Karakurta forma un canal de calcio no regulable en la membrana, lo que provoca la liberación de neurotransmisores en la hendidura sináptica; tras la picadura, se observan convulsiones seguidas de parálisis. Muchos antibióticos pueden insertarse en la membrana de las bacterias y formar canales no regulables para diversos iones. Estos antibióticos se llaman ionóforos. Entre ellos se encuentran la gramicidina y el valinomicina.

Los antibióticos pueden formar ionóforos en la membrana interna de las mitocondrias. Esto altera el intercambio de energía en la célula.

El transporte activo siempre ocurre en contra del gradiente de concentración, es decir, de áreas de baja concentración a áreas de alta concentración de sustancias. Para este transporte se necesitan transportadores que en este caso se denominan transportadores activos, bombas o sumideros. La energía utilizada en este tipo de transporte puede provenir de dos fuentes, por lo que se distinguen dos tipos de transporte activo.