Una de las transformaciones de energía que no vemos, pero que se realiza con gran intensidad en los seres vivos, está dada por el transporte de sustancias a través de las membranas. Uno de los casos obvios es el paso de los materiales nutritivos por la pared del intestino para ser aprovechados por nosotros; pero hay también movimientos de esas sustancias al interior de las células. Todas ellas deben nutrirse y desechar aquello que no quieren o no necesitan. Es necesario que los materiales alimenticios, el agua y las sales minerales entren en nuestro organismo, pero éste es sólo el primer paso hacia donde en última instancia realmente se les utiliza: las diferentes células de nuestro organismo. Además, durante el aprovechamiento de muchos materiales y durante la realización de muchísimas funciones, se producen también sustancias que deben ser expulsadas de las células, y la mayor parte de sus movimientos involucra cambios de energía de unas formas a otras. Todos los organismos utilizan buena parte de la energía de los materiales de que se alimentan en este proceso de transporte continuo y muy activo de sustancias de unos lugares a otros y hacia dentro o hacia fuera de las células.
En resumen, el transporte celular es un mecanismo mediante el cual entran sustancias necesarias para la célula y salen las sustancias de desecho y también productos útiles. Existen dos tipos de transporte: pasivo y activo (fig. 1.2)
El transporte pasivo es el que se lleva a cabo sin gasto de energía por parte de la célula, como la difusión simple (únicamente de gases), la difusión facilitada y la ósmosis; todos ellos a favor de un gradiente de concentración.
La difusión es el paso de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a otra de menor concentración, es decir, a favor de un gradiente de concentración. Un gradiente es la medida de la diferencia de concentraciones de una sustancia dada en dos regiones diferentes. En la difusión las moléculas se seguirán moviendo hasta que se alcance un equilibrio dinámico.
En la difusión facilitada el transporte de iones y moléculas se lleva a cabo por proteínas de membranas transportadoras. Puede ocurrir a favor de un gradiente de concentración que no requiere de gasto o con gasto de energía (fig. 1.4).
La ósmosis es el paso del agua a través de una membrana semipermeable de una región de mayor concentración de agua (solución hipotónica) a otra de menor concentración de agua (solución hipertónica); es decir, es la difusión del agua. En las células vivas el agua entra y sale por ósmosis. Una célula mantiene su forma cuando la concentración interior es igual a la concentración exterior de la célula (isotónica) (fig.1.2).
En resumen, el transporte celular es un mecanismo mediante el cual entran sustancias necesarias para la célula y salen las sustancias de desecho y también productos útiles. Existen dos tipos de transporte: pasivo y activo (fig. 1.2)
El transporte pasivo es el que se lleva a cabo sin gasto de energía por parte de la célula, como la difusión simple (únicamente de gases), la difusión facilitada y la ósmosis; todos ellos a favor de un gradiente de concentración.
La difusión es el paso de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a otra de menor concentración, es decir, a favor de un gradiente de concentración. Un gradiente es la medida de la diferencia de concentraciones de una sustancia dada en dos regiones diferentes. En la difusión las moléculas se seguirán moviendo hasta que se alcance un equilibrio dinámico.
En la difusión facilitada el transporte de iones y moléculas se lleva a cabo por proteínas de membranas transportadoras. Puede ocurrir a favor de un gradiente de concentración que no requiere de gasto o con gasto de energía (fig. 1.4).
La ósmosis es el paso del agua a través de una membrana semipermeable de una región de mayor concentración de agua (solución hipotónica) a otra de menor concentración de agua (solución hipertónica); es decir, es la difusión del agua. En las células vivas el agua entra y sale por ósmosis. Una célula mantiene su forma cuando la concentración interior es igual a la concentración exterior de la célula (isotónica) (fig.1.2).
Fig. 1.2. Medios intra y extracelulares El transporte activo es un mecanismo celular por medio del cual algunas moléculas atraviesan la membrana celular contra un gradiente de concentración, es decir, desde una zona de baja concentración a otra de alta concentración con el consecuente gasto de energía. Los ejemplos típicos son la bomba de sodio-potasio, la bomba de calcio o simplemente el transporte de glucosa.
¿Cómo pasa la membrana a las macromoléculas como proteínas, virus, ácido nucléico, bacterias, etcétera? Este mecanismo de transporte se denomina transporte en masa. Las macromoléculas se engloban en una vesícula que entra en la célula sin atravesar la membrana. Este sistema se llama endocitosis (fig. 1.3).
Si la membrana sufre una invaginación que envuelve a la macromolécula y la introduce en la célula, hablamos de pinocitosis (fig. 1.3).
Fig. 1.3 Tipos de transporte activo de la membrana celular Si la célula repliega su membrana para englobar a la macromolécula, entonces el mecanismo se denomina fagocitosis (fig. 1.3)
El proceso inverso también existe. Se envuelve la macromolécula, se aproxima a la membrana celular, y luego de fusionarse la envoltura con la membrana celular, la macromolécula es expulsada de la célula. Este proceso se denomina exocitosis (fig. 1.3)
En la sangre circulan hormonas que llegan a la sangre por exocitosis igual que los anticuerpos y los lípidos que circulan también. Tanto para la endocitosis como para la exocitosis, se gasta energía, porque hay movimiento de moléculas.
Aquí hay que establecer la diferencia entre los términos excreción y secreción que son dos procesos de exocitosis. La excreción es un proceso de expulsión de materiales de desecho al exterior de la célula, mientras que la secreción sólo expulsa sustancias de utilidad en un sitio fuera de la célula, como es el caso de las hormonas que se producen en un lugar pero actúan en otro.
Fig. 1.4 Tipos de transporte
