24.- Sistema de transporte

Mecanismos de Intercambio entre la Célula y el Medio Extracelular:

• La célula no puede realizar todas sus funciones aislada del medio extracelular, pues necesita constantemente eliminar desechos hacia el exterior e incorporar nutrientes y otras sustancias hacia el interior. Por esta razón, continuamente se está produciendo el transporte de iones y compuestos hacia y desde la célula.
• El transporte de sustancias de bajo peso molecular se realiza a través de la bicapa lipídica o de canales de la membrana delimitados por proteínas. 

En general, estos mecanismos se pueden clasificar de acuerdo al requerimiento energético en dos tipos:

Transporte pasivo (difusión simple, osmosis y difusión facilitada)

Difusión Simple: En la difusión simple, las moléculas o iones pasan directamente a través de la membrana, a favor del gradiente de concentración, es decir, desde donde se encuentran en mayor concentración hacia donde se encuentran en menor concentración. Este movimiento se produce sin necesidad de que las sustancias se fijen a proteínas de la bicapa lipídica. La difusión es un mecanismo de transporte suficientemente efectivo para algunas moléculas, pero no tan efectivo para otras, por lo que existen otros mecanismos de transporte. Algunas moléculas que atraviesan libremente la membrana plasmática por difusión son: etanol, urea, oxígeno, dióxido de carbono y agua.

Osmosis: Se define como el paso de agua desde una solución de baja concentración de soluto hacia una solución de alta concentración de soluto, separadas ambas soluciones por una membrana semipermeable que no deja pasar el soluto y estando ambas a la misma presión atmosférica

En la osmosis ocurren tres estados dependiendo de la concentración de sales a través de la membrana semipermeable:

Hipertónico: Concentración de solutos mayor que en el medio extracelular que en el medio intracelular, el agua difunde rápidamente hacia fuera de la célula, causando su creación

Hipotónico: Concentración de solutos menor en el medio extracelular que en  el medio intracelular, el agua difunde hacia dentro de ella, haciendo que aumente de volumen y que, en determinadas situaciones, literalmente explote.

Isotónicos: Concentraciones de solutos dentro y fuera de la célula están en equilibrio.

Difusión Facilitada: La difusión facilitada utiliza canales formados por    proteínas de membrana específicas que permiten que ciertas moléculas cargadas difundan hacia afuera y adentro de la célula. Este mecanismo es utilizado principalmente por iones pequeños como K+, Na+, Cl-. La velocidad de la difusión facilitada está limitada por el número de canales disponibles, a diferencia de la velocidad de difusión simple que depende solo del gradiente de concentración.

Cuando las sustancias son de alto peso molecular (o están dentro de vesículas), se transportan a través de otro tipo de mecanismo, que involucra el movimiento de regiones más o menos amplias de la membrana plasmática. Existen dos tipos de transporte con estas características:

Endocitosis: Es la ingestión de macromoléculas o solutos disueltos a través de la invaginación y la formación de vesículas, de la membrana plasmática.

Hay tres tipos de Endocitosis:

• Fagocitosis (incorporación de partículas sólidas)
• Pinocitosis (incorporación de gotas o vesículas de líquido extracelular)
• Endocitosis mediada por receptor (ingreso de sustancias para las cuales existen receptores en la membrana). 

Exocitosis. Es la excreción de macromoléculas a través de la fusión de vesículas formadas en el citoplasma con la membrana celular.

El transporte activo se denomina así porque requiere de un gasto de energía para transportar sustancias de un lado a otro de la membrana. La ventaja de este tipo de transporte es que permite el movimiento de iones y moléculas contra el gradiente de concentración. El transporte activo, al igual que la difusión facilitada, se realiza a través de canales con proteínas transportadoras específicas. Hay dos tipos de transporte activo: primario y secundario. El transporte activo primario utiliza energía para producir un cambio conformacional en la proteína transportadora. El ejemplo más conocido es la bomba Na+/K+. En este caso se realiza un cotransporte (antiporte) de 2K+ hacia el interior de la célula y de 3Na+ hacia el exterior.