Transporte Activo(General)

TRANSPORTE ACTIVO

 En esta modalidad de transporte las sustancias atraviesan la membrana plasmática en contra de un gradiente de concentración, o bien, si se trata de sustancias con carga eléctrica, en contra de un gradiente electroquímico. En este caso, la dirección del transporte es contraria a la que predicen las leyes termodinámicas, es decir, se opone a la tendencia natural a que se alcancen por difusión idénticas concentraciones a ambos lados de la membrana. Por ello, el transporte activo no es un proceso espontáneo, sino que requiere energía metabólica que debe ser aportada por la hidrólisis del ATP (molécula que las células utilizan universalmente para almacenar y transportar energía química).

El transporte activo también necesita de la concurrencia de unas proteínas transportadoras específicas que se suelen denominar bombas. Estas proteínas transportadoras funcionan de manera análoga a como lo hacen las permeasas, pero, adicionalmente, tienen la capacidad de catalizar la hidrólisis del ATP, de la cual obtienen la energía química necesaria para realizar el transporte en contra de gradiente electroquímico.

Por transporte activo pueden atravesar la membrana plasmática los mismos tipos de sustancias que lo hacen por difusión facilitada, es decir, moléculas o iones que debido a su polaridad o a su tamaño no pueden atravesar la bicapa lipídica por difusión simple. Sin embargo, el transporte activo, a diferencia de la difusión facilitada, sí puede acumular solutos en el interior de la célula a concentraciones superiores a las que estos presentan en el medio extracelular, es decir, sí puede generar un gradiente electroquímico a través de la membrana, aunque para ello sea necesario un cierto consumo de energía metabólica.

Entre los sistemas de transporte activo destaca, por estar presente en un gran número de células, la bomba de Na⁺-K⁺, cuyo funcionamiento se esquematiza en la Figura 12.5.

La mayoría de las células animales mantienen en su interior una elevada concentración de K⁺ y una baja concentración de Na⁺ con respecto al medio extracelular. Estas diferencias de concentración entre la célula y su medio se generan mediante la actividad de una proteína transportadora situada en la membrana plasmática, la bomba de Na⁺-K⁺, que bombea simultáneamente tres iones Na⁺ hacia el exterior y dos iones K⁺ hacia el interior con la hidrólisis acoplada de ATP. Además de dar lugar a los respectivos gradientes de concentración de los iones sodio y potasio, la bomba Na⁺-K⁺ genera, al bombear más cargas positivas hacia el exterior que hacia el interior, una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana, haciendo que el interior de la célula sea negativo con respecto al exterior. Esta diferencia de potencial, denominada potencial de membrana, confiere a las células animales una excitabilidad eléctrica que resulta esencial para la transmisión del impulso nervioso.

Existe una variante del transporte activo, denominada transporte activo secundario, en la que la energía necesaria para bombear un soluto contra gradiente de concentración no proviene directamente de la hidrólisis del ATP, sino que es proporcionada por un gradiente electroquímico establecido previamente. Este gradiente electroquímico se forma mediante transporte activo de iones que sí depende de la hidrólisis del ATP. Una vez formado, el regreso a favor de gradiente ("cuesta abajo") de los iones previamente bombeados proporciona a la proteína transportadora la energía necesaria para bombear el soluto en contra de su propio gradiente. En esta modalidad de transporte activo son pues necesarias dos proteínas transportadoras: una encargada de bombear iones por transporte activo primario (dependiente de ATP), y otra que utiliza la energía del gradiente electroquímico así creado para transportar el soluto por transporte activo secundario (Figura 12.6).

Las distintas modalidades de transporte que hemos analizado permiten el paso de diferentes tipos de sustancias a través de la membrana plasmática tanto desde el medio extracelular hacia el citosol como en sentido inverso. En consecuencia, el transporte de sustancias a través de la membrana puede ser utilizado por las células tanto para incorporar los nutrientes que necesitan como para eliminar los productos de desecho de su propio metabolismo, procesos ambos implicados en las funciones de nutrición celular

Por otra parte, los procesos de transporte a través de la membrana plasmática no sólo están relacionados con las funciones de nutrición celular, sino con otras funciones más especializadas que realizan algunos tipos celulares. Por ejemplo, para que tenga lugar la transmisión del impulso nervioso, es necesario que exista una diferencia de potencial eléctrico a ambos lados de la membrana neuronal; esta diferencia de potencial se establece mediante transporte activo de iones a través de dicha membrana por acción de la bomba Na⁺-K⁺. Las neuronas invierten un elevado porcentaje (hasta un 70%) de su energía metabólica en llevar a cabo este tipo de transporte.

La discusión precedente se ha centrado, dado el importante papel que este proceso desempeña en el contexto de las funciones de nutrición celular, en el transporte de sustancias a través de la membrana plasmática. Es necesario recordar, sin embargo, que la célula eucariota posee un extenso sistema de membranas internas que delimitan diferentes compartimentos intracelulares. Cada compartimento presenta una composición química característica, diferente de la del citosol circundante, que se mantiene constante gracias a la permeabilidad selectiva que ejercen las membranas que los limitan sobre los diferentes tipos de sustancias. Los procesos de transporte a través de estas membranas, análogos a los que se han descrito para la membrana plasmática, son los responsables de regular el tráfico intracelular de sustancias entre diferentes compartimentos, permitiendo así el que éstos puedan mantener su individualidad química y función.

BLIBIOGRAFIA

Villé C., (1994). Biología Ed. Interamericana. Buenos Aires

 ALBERTS B., BRAY D., LEWIS J., RAFF M., ROBERTS K., WATSON J.D. 1992. Biología molecular de la célula. Ed. Omega, Barcelona.
JOSE A. IBAÑEZ MENGUAL. Universidad de Murcia. Fundamentos de los procesos de transporte y separación de membranas
http://www.encuentros.uma.es/encuentros37/tranporte.html.
http://www.bionova.org.es/biocast/p2i3.htm

Publicado por Álvaro Esteban Fernández