GUÍA DE BIOLOGÍA: TRANSPORTE ACTIVO.

Transporte activo primario y secundario.La difusión solo permite a las células llegar a un equilibrio dinámico con el medio que las rodea, puesto que el transporte se realiza a favor de un gradiente hasta que éste se anula. Sin embargo, las células pueden transportar sustancias en contra de su gradiente de concentración. En esta circunstancia se requiere el uso de energía y se habla de transporte activo.Existen dos tipos de transporte activo: el primario, mediado por proteínas de membrana llamadas ATPasas; y el secundario, mediado por proteínas cotransportadoras. En ambos casos, directa o indirectamente debe consumirse energía, y esta proviene principalmente de la molécula de ATP (adenosín trifosfato).Las bombas o ATPasas (figura 1) son proteínas de la membrana que reconocen específicamente a determinados solutos, de moléculas relativamente pequeñas, y los transportan como lo hacen los carriers, pero en contra de su gradiente de concentración utilizando ATP como fuente de energía directa.

Figura 1.- La imagen muestra la actividad de la bomba Na+/K+, ejemplo de transporte activo primario; obsérvese que el ATP al aportar energía se transforma en ADP (adenosín difosfato).

Entre los materiales que se encuentran dentro y fuera de la célula, puede ocurrir otro tipo de pasaje en el que la célula usa energía, el transporte activo secundario. En este tipo de transporte intervienen proteínas cotransportadoras que movilizan dos tipos de materiales simultáneamente, uno a favor y otro en otra contra del gradiente. El soluto movilizado a favor del gradiente “arrastra” consigo a otro material. El transporte activo secundario utiliza la energía potencial contenida en la gradiente favorable de la sustancia cotransportada. El elemento más importante que motoriza el cotransporte a través de la membrana plasmática es el sodio (Na+), cuyo gradiente favorable debe mantenerse con gran gasto de energía (transporte activo primario, bomba Na+/K+).En algunas ocasiones la sustancia cotransportada es introducida en contra de la gradiente junto con el sodio (simport)(figura 2).

Figura 2.- La imagen muestra la proteína cotransportadora del tipo simport Na+/glucosa. observe que el sodio ingresa a la célula a favor de la gradiente de concentración , pero la glucosa lo hace en contra de la gradiente de concentración, además no hay gasto directo de ATP en este proceso.

En otras células la entrada de sodio se utiliza para extraer otro elemento (antiport) (figura 3).

Transporte de macromoléculas.El transporte en masa es un conjunto de procesos que ocurren durante la incorporación o eliminación de macromoléculas o células, aunque sean de dimensiones mayores a los canales de las proteínas transportadoras que forman la membrana. Estos pasajes son transportes activos porque requieren uso de energía.Algunas partículas de gran tamaño, pueden ser introducidas (o extraídas) de la célula por un mecanismo completamente diferente de los analizados anteriormente. En sentido estricto, estas partículas nunca atraviesan las membranas, sino que por un proceso de deformación y fusión de membranas se produce el llamado transporte en masa, que incluye las diversas formas de endocitosis (fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por receptor) si el material se incorpora a la célula; si el material es eliminado hacia el exterior se habla de exocitosis.

Endocitosis.Es el proceso mediante el cual se incorporan sustancias a la célula. De esta manera, las sustancias son transportadas dentro de una porción de la membrana plasmática que lleva a la formación de una vesícula endocítica. Se distinguen tres tipos de endocitosis:

FAGOCITOSIS (FAGO: COMER; CITO: CÉLULA): durante este proceso la célula genera proyecciones de la membrana y del citoplasma llamadas pseudópodos (pseudo: falso; podos: pies), que rodean a una partícula sólida. Una vez rodeada, los pseudópodos se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula, la que posteriormente se fusionará con un lisosoma formando la vesícula fagosómica o fagosoma. El material sólido al interior de la vesícula es digerido por las enzimas lisosomales. Los glóbulos blancos o leucocitos son el principal ejemplo de células que fagocitan bacterias y otras sustancias extrañas, este proceso forma parte del mecanismo de defensa del organismo.

PINOCITOSIS(PINO: BEBER, CITO: CÉLULA): en este proceso la sustancia transportada es parte del líquido extracelular. En este caso no se forman pseudópodos, sino que la membrana se hunde o invagina formando una vesícula pinocítica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado por parte de la célula, la membrana que compone la vesícula retorna a la superficie de la célula. De este modo, hay un tránsito constante de membrana entre la superficie de la célula y su interior.

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES: este proceso es similar a la pinocitosis, sin embargo presenta algunas diferencias. En este proceso la invaginación de la membrana tiene lugar cuando una molécula determina, llamada ligando, se une a un receptor ubicado en la membrana, vale decir, a una proteína específica que reconoce a un ligando específico, existente en la membrana. Una vez formada la vesícula endocítica, esta se une a otras vesículas para formar una estructura mayor llamada endosoma. Dentro del endosoma se produce la separación del ligando y del receptor. De esta forma, los receptores son liberados y devueltos a la membrana, mientras que el ligando se fusiona con un lisosoma, siendo digerido por las enzimas que contiene.

muestra la actividad de la proteína cotransportadora del tipo antiport. Observe que al ingresar sodio a favor

), el ) sale de la célula,

en contra de la gradiente.

Exocitosis. Consiste en el transporte de moléculas que están empaquetadas en vesículas, desde el interior celular hacia el medio extracelular. La membrana de la vesícula, también llamada vesícula secretora, se fusiona con la membrana plasmática, liberando su contenido al medio extracelular. Por medio de este proceso la célula no solo libera sustancias como enzimas digestivas, hormonas o neurotransmisores, también permite recuperar membrana plasmática. En términos simples es el proceso inverso a la endocitosis.