lunes, 13 de agosto de 2012

Clase 10 - Transporte a través de la membrana

Habíamos mencionado anteriormente que, entre las funciones de la membrana celular, estaban:
  -  Aislar a la célula de su medio ambiente, y a la vez comunicar a la célula con su medio ambiente.
  - Dejar pasar de modo selectivo distintas moléculas a la célula.  

Al igual como nosotros necesitamos inyectarle comida a nuestro organismo para poder vivir, la célula necesita de diversas moléculas para llevar a cabo las funciones en los organelos que ya revisamos.  ¿Cómo pasarán distintas moléculas a la célula?

Tipos de transporte a través de la membrana celular: 
  - Osmosis.
  - Transporte pasivo: difusión simple, y difusión facilitada.
  - Transporte activo.

1.  Osmosis:
    -  Se refiere exclusivamente al paso de agua a través de la membrana semipermeable.
    -  ¿En qué dirección se moverá el agua?  ¿Hacia dentro o hacia fuera de la célula?  DEPENDE.

Imaginemos que tenemos un recipiente con una membrana semipermeable, con agua y azúcar a ambos lados (A y B) (los puntos verdes son azúcar).  Como es semipermeable, lo que quiere decir que algunas cosas pasan, otras no, pasará el agua ya que el azúcar es muy grande.

En el caso (1), hay más azúcar al lado A que al lado B.  El agua se mueve del lado B al lado A, lo cual es representado con la flecha azul.  Es decir, de donde hay más agua a donde hay menos agua, o sea, de donde había menos concentración de azúcar hacia donde hay más concentración de azúcar.  Esto quiere decir que el agua se mueve a favor del gradiente de concentración (gradiente=diferencia).  Al principio, el lado A estaba hipertónico (hiper=mucho --> había mucha concentración de azúcar) con respecto al lado B.  De igual modo, el lado B estaba hipotónico (hipo=poco --> había poca concentración de azúcar) con respecto al lado A.  O sea, el agua se movió de hipotónico a hipertónico.  Al final del experimento, ambos lados son isotónicos con respecto al otro (iso=igual --> hay igual concentración de azúcar).  O sea, la osmosis funciona siempre a favor del equilibrio en un sistema (equilibrio biológico=homeostasis).

Ejercicio de reforzamiento:  En el caso (2), ¿qué lado tiene más concentración de azúcar, A o B?  El lado A, ¿es hipertónico, hipotónico, o isotónico, con respecto a B?  El lado B, ¿es hipertónico, hipotónico, o isotónico, con respecto a A?  ¿Hacia qué lado se mueve el agua?  ¿De hipertónico a hipotónico, o al revés?  ¿Cuál es el resultado final del experimento?

Ejercicio de reforzamiento: Explica por qué el experimento (3) no demuestra cambios al principio y al final.  Aplica las palabras antes revisadas de hipertonía, hipotonía, e isotonía.

¿Cómo podríamos aplicar esto a la célula?  Imaginemos que despertamos.  No comemos hace horas, por lo tanto nuestras células tienen poca azúcar dentro de ellas.  Tras desayunar, hay mucha azúcar en nuestra sangre producto de la digestión.  El azúcar entrará a las células, dándonos energía.  El azúcar se movió de donde había más azúcar a donde había menos azúcar, o sea, a favor del gradiente de concentración de azúcar.

¿Por qué tomar agua del mar nos hace mal?  El agua de mar tiene sal.  Si tomamos agua de mar, vamos a encontrar mucha sal en nuestra sangre.  La concentración de sal en la sangre será mayor que la concentración de sal en la célula.  Por ende, el agua saldrá de la célula hacia la sangre para intentar igualar las concentraciones (para llegar a la isotonía), haciendo que nos deshidratemos más rápidamente.

2.  Transporte pasivo 
    -  El transporte pasivo se distingue del transporte activo por no necesitar energía para suceder.  
    -  Existen dos tipos de transporte pasivo: la difusión simple, y la difusión facilitada.
    -  Difusión simple: ciertas moléculas pasan libremente a través de la membrana.  Es como osmosis, pero para moléculas que NO son agua (ya dijimos que el término osmosis se refiere exclusivamente al paso de agua a través de la membrana).

Recordemos la estructura de la membrana plasmática:
Por dentro es hidrofóbica, y por fuera es hidrofílica.  Pregunta de reforzamiento: ¿qué componente de la membrana logra que tenga este carácter anfipático?  O sea, ¿qué moléculas esperamos que puedan pasar libremente?  Las hidrofóbicas.  También, los gases (O2 oxígeno y CO2 dióxido de carbono), y pequeños iones (pese a que los iones son hidrofílicos, logran pasar por su pequeño tamaño).  

    -  Difusión facilitada:  ciertas moléculas que no pasan libremente a través de la membrana, sea por su tamaño o por su polaridad, ejemplo: glucosa y otros monosacáridos.  Con la ayuda de proteínas transportadoras que se encuentran en la membrana (ver diagrama de arriba) estas moléculas pueden pasar hacia dentro de la célula.  

3.  Transporte activo
  -  A diferencia del transporte pasivo, el transporte activo necesita energía para suceder.  Esta energía se encuentra en nuestro organismo en forma de ATP.   
   -  Ocurre para las moléculas que no pueden entrar a la célula por ningún tipo de difusión,  por su gran tamaño y por su polaridad que las hace ser hidrofílicas, ejemplo: sodio (Na), potasio (K), ión calcio (Ca+2).  ¿Cómo lo logran?  Con la ayuda de proteínas transportadoras que se encuentran en la membrana, las cuales forman bombas de transporte. 
    -  Clasificación de transporte activo según la dirección de entrada de las moléculas:

Caso (1): uniporte.  Entra una molécula hacia la célula. Ejemplo:  bomba de glucosa.
Caso (2): simporte.  Una molécula entra gracias al movimiento de otra molécula.  Es el caso del "+1". Ejemplo: dos sodio (2 Na+) y una glucosa.   
Caso (3): antiporte.  Una molécula entra, al mismo tiempo que otra sale.  Ejemplo: bomba sodio potasio.  Salen 3 sodio (3 Na+) por dos potasio (2 K+).

Tanto simporte como antiporte son casos de cotransporte, ya que involucran a más de una molécula.  

4.  Ejemplos biológicos varios
    -  Células vegetales:  la crenación si colocamos una célula vegetal en un medio hipertónico, es decir, con mucho soluto (soluto=lo que se disuelve en el solvente), el agua se moverá hacia afuera.  La planta se deshidrata y se seca.  Lo contrario es el fenómeno de la turgencia, donde la célula vegetal es colocada en un medio hipotónico.  El agua entra, hinchando la vacuola, pero la célula no se revienta al estar protegida por la pared celular.  

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