Transporte en membrana

Funcionamiento del Organismo 2005

Dr. Fernando D. Saraví I . MECANISMOS DE TRANSFERENCIA A TRAVÉS DE MEMBRANAS BIOLÓGICAS

3. TRANSPORTE PASIVO Y ACTIVO

Pasivos: Impulsados por la agitación térmica del soluto (difusión) o disolvente (ósmosis). Requieren diferencias de concentración (solutos no cargados) o electroquímicas (iones). Son procesos disipativos que tienden a llevar el sistema aun estado de equilibrio termodinámico. Activos: No explicables por agitación térmica. Pueden funcionar contra gradientes de concentración (solutos no cargados) o electroquímicos (iones). Se clasifican en transporte activo primario, donde el acoplamiento entre el transporte y el consumo de energía es directo (ATPasas), y transporte activo secundario, donde el acoplamiento es indirecto (otromecanismo directo crea el gradiente necesario). Otra clasificación posible se basa en la ausencia o existencia de moléculas transportadoras específicas (transportadores o carriers). La difusión simple, la ósmosis y la ultrafiltración (transferencia por diferencia de presión hidrostática) no son mediados por transportadores.

II. LA TRANSFERENCIA MEDIADA POR TRANSPORTADORES INCLUYE:

A. Difusiónfacilitada: Una molécula específica facilita la transferencia de un soluto a favor de su diferencia de concentración. Por ejemplo, transportadores de glucosa que facilitan el ingreso de la hexosa a las células en la mayoría de los tejidos, y la salida en epitelios a través de los cuales se transfiere glucosa (túbulo proximal, intestino delgado, plexos coroideos). Para igual diferencia de concentración,la transferencia es mucho mayor en presencia del transportador. B. Transporte activo primario. Una molécula específica permite la transferencia de uno o más solutos, en general iones, en contra de sus gradientes electroquímicos. La molécula tiene actividad de ATPasa (hidroliza ATP). Tres ejemplos son la Na,K-ATPasa presente en la membrana plasmática de todas las células, la Ca-ATPasa del retículosarcoplásmico, y la H,K-ATPasa de las células oxínticas de la mucosa gástrica. C. Transporte activo secundario. Una molécula específica acopla el paso de un soluto en contra de su gradiente electroquímico con el paso de otro a favor de su gradiente. La energía perdida por este último es empleada para transportar el primero. Los solutos pueden trasportarse en el mismo sentido (cotransporte; porejemplo, Na con glucosa) o en sentido opuesto (antiporte; por ejemplo, Na/H). No son ATPasas. La energía se requiere para mantener el gradiente que permite el funcionamiento del sistema (ej, Na,K-ATPasa para mantener antiporte Na/H). El transporte activo primario y secundario puede ser electrogénico (generar una corriente transmembrana) cuando hay transferencia neta de carga (ej. Na-glucosa,Na,K-ATPasa con estequiometría 3 Na, 2 K por ATP hidrolizado).

III. CARACTERÍSTICAS DE LOS PROCESOS MEDIADOS POR TRANSPORTADORES

1. Especificidad. Solamente ciertos iones o moléculas son transferidos. 2. Estereoespecificidad. En caso de solutos ópticamente activos (por ejemplo, D-glucosa) 3. Saturación. La transferencia no aumenta indefinidamente sino que tiende a un máximo que depende del númerode transportadores presentes y la duración del ciclo de cada uno. 4. Inhibición competitiva. Dos solutos de estructuras muy similares pueden competir por un mismo transportador (por ejemplo, glucosa y galactosa en el epitelio intestinal). 5. Dependencia del aporte de energía. Solamente en el caso de transporte activo primario o secundario (no para difusión facilitada).

IV. LA Na,K-ATPASA (BOMBADE SODIO Y POTASIO)

La Na,K-ATPasa es una enzima presente en la membrana de todas las células, que mantiene los gradientes de concentración del Na+ y del K+. Extrae Na+ e introduce K+ con la misma tasa con que dichos iones se mueven pasivamente en sentido contrario. Dicho proceso requiere energía metabólica en forma de ATP. El funcionamiento de la bomba requiere 25 a 30 % del ATP que la...