PERMEABILIDAD DE MEMBRANA

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PERMEABILIDAD DE MEMBRANA
Capacidad de la membrana de incorporar las sustancias necesarias para la célula y descartar los desechos celulares.
La permeabilidad de la membrana depende de factores:
· Solubilidad en los lípidos: sustancias liposolubles (ej.: moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad la bicapa de fosfolípidos. Por otro lado, el agua no pasa con facilidad.
· Tamaño: muchas moléculas de gran tamaño (glucosa, proteínas, aminoácidos, ac. Nucleicos) no pasan a través de la bicapa.
· Carga: moléculas cargadas y los iones (k+, Mg+2, Ca+3, Cl-) no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana.
MECANISMOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA
Conceptos importantes:
Solución = solvente + solutoMedio biológico.
Sustancia que se disuelve.
Líquido que disuelve.
GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN
Un gradiente de concentración ocurre cuando la concentración de partículas es mayor en un área que en la otra. En el transporte pasivo, las partículas se difundirán en la dirección del gradiente de concentración más bajo, desde las áreas de mayor concentración hasta las áreas de menor concentración, hasta que tengan la misma concentración.
ATP: Adenosina Tri Phosphato.
El pasaje de sustancias a través de la membrana puede efectuarse: 
Sin modificaciones de la membrana.
· Transporte pasivo: realizado de forma espontánea, sin gasto de energía y a favor del gradiente de concentración. Tiene 3 tipos:
Difusión simple: las sustancias atraviesan la membrana por la bicapa de fosfolípidos. Para que la molécula se difunda a través de la membrana es necesario que exista una diferencia de concentración entre el medio externo y interno.
Difusión facilitada: para las cargas eléctricas y de mayor tamaño, son usados para la glucosa y iones pequeños y con carga tales como K+, Na+, Cl-. Las sustancias atraviesan la bicapa por una proteína ubicada en la membrana, que puede ser una proteína canal en el caso de los iones o una proteína transportadora o Carrier en el caso por ejemplo de la glucosa y aminoácidos.
· Carrier/permeasas: proteínas transmembranosas de multipaso. Pose sitios de unión específicos para 1 o 2 solutos. La fijación del soluto produce un cambio conformacional reversible en la permeasa transfiriendo el soluto. Existen 3 tipos de permeasas:
· Monotransporte: transfiere solo 1 tipo de soluto;
· Cotransporte: 2 solutos en mismo sentido simultáneamente;
· Contratransporte: 2 solutos en distinto sentido simultáneamente. 
· Canales iónicos: son poros o túneles hidrofílicos que atraviesan las membranas. La mayoría de los canales no están abierto de forma permanente, algunos canales abren su “compuerta” en respuesta a un cambio en el potencial eléctrico, llamados dependientes de voltaje y otros cuando los llega una sustancia inductora (ligando), llamados dependientes de ligando. La pared de lo canal se forma con proteínas transmembranosas, 4 en dependientes de voltaje y 5 en dependientes de ligando.
· Ionóforos: incorporase en la membrana y aumentan su permeabilidad a ciertos iones. Moléculas pequeñas con una superficie hidrófoba. 2 tipos:
· Transportadores móviles: atrapa, guarda, gira en 180° en la bicapa y lo liberan del otro lado de la membrana (K+, Ca++, Mg++).
· Formadores de canales: conductos hidrofóbicos que permiten el pasaje de cationes monovalentes (H+, Na+, K+).
Osmosis: transporte del agua (solvente) desde una zona de mayor concentración a una zona de menor de menos concentración. En glóbulos rojos, vesícula biliar, túbulo proximal de la nefrona tiene un dispositivo molecular formador de canal, que permite el paso selectivo del agua (si iones ni solutos), que se llama acuaporinas. Constituidas por 4 proteínas iguales entre si (menos glicosilada), denominadas CHIP, que se componen de a-hélices transmembranosas.
· Osmorregulación: es el mecanismo de control de la presión osmótica en un organismo. El agua fluye del medio hipotónico hacia el medio hipertónico por una membrana semipermeable, para equilibrar el medio.
· Medio hipotónico: medio (disolución) que tiene más solvente y menos soluto. Célula en hemolisis.
· Medio hipertónico: más soluto que solvente. Célula en crenación/crenado.
· Isotónico: soluto y solvente en equilibrio. Célula en su estado normal.
· Transporte activo: tiene gasto energético por hidrolicé de ATP, la proteína transportadora bombea activamente un soluto determinado a través de una membrana en contra del gradiente de concentración del soluto, es decir, desde una zona de menor concentración hacia una de mayor.
Primario/a través de bombas: bomba sodio/potasio (Na+/K+, k+/H+). Mueve las moléculas a través de una proteína (bomba) presente en la membrana contra su gradiente. Es una proteína presente en todas las m.p. de las células animales, cuyo objetivo es eliminar 3Na+ (sodios) de la célula e introducir 2K+ (potasios) en el citoplasma. Es un complejo proteico formado por 4 subunidades.
La finalidad es regular la presión osmótica bombeando más iones hacia afuera.
Inhibidores: ouabaina, digitoxina y digoxina.
Secundario: potasio/protones (Na+/glucosa). Depende del gradiente de concentración generado por el transporte activo primario, como fuente de energía para mover moléculas contra su gradiente. Se subdivide en Cotransporte y contratransporte.
· Cotransporte: la sustancia pasa en contra de su gradiente, recibiendo la energía que libera otra sustancia que pasa a favor de su gradiente. Ambas sustancias se mueven en mismo sentido. Ej.: Na+/glucosa la glucosa pasa en contra su gradiente, con la energía aportada por el paso de sodio que lo esta haciendo a favor de su gradiente, proceso que libera energía.
· Contratransporte: una sustancia pasa en contra de su gradiente, recibiendo la energía que libera la sustancia a favor. Ambas en sentidos opuestos. 
Con modificaciones de la membrana.
· Transporte en masa/mediado por vesículas: requiere energía (ATP). Moviliza grandes partículas más grandes como proteínas, polisacáridos, restos celulares, bacterias, virus, etc. Mediante vesículas (bolsas o sacos membranosas)
· Endocitosis: mediante la formación de vesículas a partir de la membrana plasmática la célula incorpora macromoléculas o otras partículas. Tipos: fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por receptores.
· Fagocitosis: La célula incorpora grandes partículas sólidas como virus, bacterias, partículas insolubles, restos celulares o células muertas. Se producen cambios en la membrana plasmática, originándose proyecciones denominadas pseudópodos, que envuelven la sustancia que se transportará y luego se fusionan, quedando la sustancia completamente rodeada por un trozo de membrana llamado vesícula. Posteriormente, la vesícula entra a la célula y se fusiona con el lisosoma, el que posee enzimas que degradan el contenido de la vesícula en partículas más pequeñas o simplemente lo eliminan.
· Pinocitosis: Incorporación de líquido extracelular, el que posee disueltas partículas (no tan grandes como las incorporadas en la fagocitosis) de interés para la célula. En este proceso también se genera una invaginación (curva), la cual se cierra formándose una vesícula (saco) que se origina a partir de la membrana celular.
· Endocitosis mediada por receptores: Permite el ingreso de moléculas específicas que se encuentran en bajas concentraciones en el espacio extracelular (como hormonas, factores de crecimiento, anticuerpos, enzimas, vitaminas y colesterol). Las moléculas que serán transportadas se unen a receptores específicos (proteínas) presentes en la membrana plasmática, que se moverán mediante la membrana y se concentran en regiones determinadas ricas en clatrina (proteína que se encuentra libre en el citoplasma y se adhiere a una membrana para formar vesículas y permitir el movimiento de sustancias entre distintos sistemas de membrana). En esta zona se produce una vesícula endocítica que luego da lugar a la endosoma, estructura que transporta el material que acaba de ser ingresado a la célula. 
Es altamente específico, pero ciertos patógenos aprovechaneste mecanismo para ingresar a las células. Por ejemplo, el VIH se une a ciertos receptores presentes en la membrana.
· Exocitosis: Mecanismo que expulsa grandes partículas (enzimas digestivas, neurotransmisores, hormonas, anticuerpos, proteínas producidas en el RER, polisacáridos producidos en el aparato de Golgi, etc) hacia el exterior de la célula, mediante vesículas de secreción que derivan del aparato de Golgi. Las vesículas derivadas del aparato de Golgi se dirigen a la membrana celular. Cuando toman contacto con ésta, la membrana de la vesícula se fusiona con la membrana plasmática, siendo expulsados hacia el exterior los materiales que se encuentran al interior de dicha vesícula. Tiene 2 formas de evacuación: 
· Secreción constitutiva: mediante producción permanente de vesículas que se liberan sin necesidad de algún estímulo; por ejemplo, las vesículas que transportan proteínas constituyentes de la matriz extracelular. 
· Secreción regulada: mediante producción de vesículas que son liberadas frente a un estímulo específico, como es el caso de enzimas y los neurotransmisores neuronales.