Transporte de sustancias a través de la membrana

En este caso las sustancias que la célula debe adquirir o expulsar atraviesan la membrana (de ahí su  nombre de “a través”).

Existen dos tipos de transporte, pasivo y activo.

Transporte pasivo.

Las sustancias pasan la membrana sin ningún gasto de energía para la célula. Esto significa que se impulsan por difusión a favor de un gradiente electroquímico (van desde donde existe una mayor concentración de las mismas hacia donde menos) o por osmosis (caso del agua).  Cuando hablamos de gradiente electroquímico nos referimos a la diferencia de concentración de iones y, por consiguiente, de cargas eléctricas, a un lado y otro de la membrana. Eso genera una variación eléctrica y química entre los compartimentos separados por la membrana, que es lo que se conoce como gradiente electroquímico.

Teniendo en cuenta lo anterior podemos clasificar esta modalidad de transporte en tres grupos:

• Osmosis. Es válida para el paso neto del agua a través de la membrana semipermeable (que lo hace en mayor proporción desde la solución más diluida, donde menos solutos existen, hacia la solución más concentrada). Puede también considerarse como una forma compleja de la difusión simple.
  La osmosis es un proceso vital para las células puesto que si no pueden controlar o compensarla se hinchan hasta estallar o pierden agua hasta deshidratarse y arrugarse según la tonicidad (grado de concentración en sales) del medio externo en el que estén respecto a su interior celular.

• Difusión simple. Atraviesan la membrana sin que esta tenga que hacer nada para facilitar su paso. Las moléculas pasan entre las moléculas lipídicas de la membrana (que crean un ambiente hidrófobo en el interior). Sólo pueden “utilizar” este sistema de transporte las moléculas apolares  (hidrófobas) como algunas hormonas esteroideas, o moléculas polares muy pequeñas, como los gases respiratorios (oxígeno y dióxido de carbono) .

• Difusión facilitada. Las moléculas atraviesan la membrana por canales proteicos que se abren o cierran por modificación de la forma de la proteína al contactar esta con la sustancia transportada. Las proteínas de membrana que modifican su forma para facilitar ese paso selectivo se llaman permeasas, proteínas transportadoras o carriers. Es la forma de pase para muchas moléculas polares, como glúcidos, aminoácidos, etc. También se usan por moléculas sin características polares acusadas (etanol, urea, etc.). Muchos iones pequeños atraviesan la membrana mediante los canales proteicos.

Transporte activo.

Las sustancias atraviesan la membrana en el sentido inverso al de su gradiente electroquímico (desde el lugar donde están menos concentradas al que más). En contra de gradiente electroquímico. Por tanto la célula tiene que gastar energía. El paso se consigue mediante proteínas de membrana especializadas, conocidas vulgarmente como «bombas», que gastan (hidrolizan) ATP al funcionar. El caso más conocidco es el de la bomba Na-K, responsable del llamado potencial de membrana, que hace que se mantenga una carga eléctrica positiva en el exterior de la célula respecte al interior, que es negativo.

El funcionamiento de la bomba Na-K resulta fundamental para la fisiología animal, al estar implicada directamente en el mantenimiento del volumen celular y activar paralelamente el transporte de otros solutos al interior de la célula. Este mecanismo es, además, especialmente importante en el caso de las células nerviosas y musculares, siendo responsable de la creación del llamado potencial eléctrico de membrana (diferencia de carga eléctrica entre el interior y el exterior), esencial en el mecanismo de transmisión del impulso nervioso. De hecho, la mayor parte de la energía en forma de ATP de estas células se gasta en el funcionamiento de esta bomba.