Tema 5 Transporte a través de membrana

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Transporte a 
través de la 
membrana 
plasmática
Es esencial para la vida celular; involucra incorporación
(ingreso) y eliminación (salida) de sustancias. A través
de la membrana pueden transportarse partículas
(solutos) o agua.
Depende de la
permeabilidad de
la membrana, y de
la concentración,
tamaño y carga de
la sustancia a
transportar.
Tema 5: Transporte a través de las membranas celulares.
Transporte pasivo. Difusión simple: ósmosis y equilibrio acuoso. Difusión facilitada. Transporte 
Activo. Bombas iónicas: de Na+-K+, de H+, de Ca++. Mecanismos de intercambio con flujo de 
membrana. Endocitosis: pinocitosis, fagocitosis, endocitosis mediada por receptor. Exocitosis. 
Proceso físico natural de movimiento de moléculas desde donde hay
una alta concentración, hacia donde hay una menor concentración
(gradiente). Es la distribución espontánea de las partículas de una
sustancia dentro de otra hasta su distribución uniforme. Proceso
irreversible. La causa del movimiento es la energía cinética de las
partículas. La velocidad de difusión depende: del diámetro y la carga de
la molécula, la temperatura del medio, y del gradiente de concentración.
DIFUSIÓN 
¿POR QUÉ Y CÓMO SE MUEVEN LAS 
SUSTANCIAS EN DIFERENTES MEDIOS?
Transporte a través de la membrana plasmática
Gradiente de 
concentración
Difusión facilitada
TRANSPORTE PASIVO
TRANSPORTE ACTIVO
Tipos de transporte a través de la membrana plasmática
DIFUSIÓN 
SIMPLE
DIFUSIÓN 
FACILITADA
- Moléculas pequeñas no polares.
- A través de la bicapa lipídica (NO 
MEDIADO).
- Moléculas de mayor tamaño y/o 
polares.
- A través de proteínas (MEDIADO 
O FACILITADO): PROTEÍNAS 
CANAL o TRANSPORTADORES
TRANSPORTE
ACTIVO
-En contra del gradiente 
de concentración.
-Con gasto de energía.
-Uniporte, simporte y 
antiporte.
TRANSPORTE
PASIVO
- A favor del gradiente 
de concentración.
- Sin gasto de energía 
metabólica (ATP).
MEDIADO O FACILITADO 
POR PROTEÍNAS: 
Bombas.
TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS 
(con gasto de ATP)
ENDOCITOSIS
y EXOCITOSIS
Usa la energía del 
gradiente electroquímico 
creado por el transporte 
activo primario.
PRIMARIO
MEDIADO O FACILITADO 
POR PROTEÍNAS: Trans-
portadores secundarios.
SECUNDARIO
Usa directamente la 
energía del ATP. 
TRANSPORTE PASIVO: Difusión simple
Pasaje de moléculas a través de la bicapa lipídica, a favor de su gradiente
de concentración, o sea desde donde están más concentradas (hay más),
hacia donde están menos concentradas (hay menos, o no hay). Las
moléculas que atraviesan la bicapa lipídica por difusión son muy pequeñas,
hidrofóbicas, o polares no cargadas, por ejemplo: oxígeno molecular
(O2), dióxido de carbono (CO2), nitrógeno molecular (N2), agua (H2O), etanol
(C2H6O), urea (CO(NH₂)₂), benceno (C6H6) y glicerol (C3H8O3).
Ósmosis: es la difusión pasiva de agua (disolvente) a través de una
membrana semipermeable, desde una solución más diluida (con mayor
proporción de agua, o menor concentración de soluto), hacia una solución
más concentrada (con mayor concentración de soluto o menor proporción de
agua). La ósmosis depende del número de partículas de soluto.
Ósmosis y equilibrio acuoso
Agua
Soluto
La capacidad de una solución para mover agua hacia el interior o hacia afuera
de una célula depende de su concentración relativa de soluto. Las diferencias
de concentración de solutos entre una célula y su medio circundante
determinan si el agua se desplazará del medio a la célula o viceversa.
Posee menor concentración 
de soluto que el citoplasma 
de la células.
Posee la misma concentración 
de soluto, que el citoplasma 
de la células.
Posee mayor concentración 
de soluto, que el citoplasma 
de la células.
INGRESA AGUA 
AL CITOPLASMA 
DE LA CÉLULA
SALE AGUA DEL 
CITOPLASMA DE 
LA CÉLULA
INGRESA Y SALE AGUA 
DEL CITOPLASMA DE LA 
CÉLULA
Comportamiento de células con y sin pared celular en 
soluciones con diferentes concentraciones
Solución 
Hipotónica
TRANSPORTE PASIVO: Difusión facilitada
Pasaje de moléculas a través de proteínas de la membrana, a favor de su
gradiente de concentración, o sea desde donde están más concentradas
(hay más), hacia donde están menos concentradas (hay menos, o no hay).
Las moléculas que atraviesan la bicapa lipídica por difusión facilitada son
polares, como agua, aminoácidos o azúcares, y sustancias con carga
como los iones. Lo hacen a través de proteínas transportadoras o de
canales (canales iónicos o acuaporinas). Transporte mediado o facilitado.
• Proteínas transmembrana.
• Usan gradientes electroquímicos
para mover moléculas entre ambos
lados de la membrana a favor de su
gradiente de concentración.
• Muy numerosas, más de 100
familias, aparecen en todas las
membranas de la célula.
• El mecanismo de transporte
involucra: reconocimiento de la
molécula a transportar y cambio
conformacional del transportador,
que posibilita el paso de la molécula.
• Tipo uniporte. Se transporta una
sola molécula.
• Ejemplo: ingreso de glucosa a las
células.
Proteínas transportadoras o carriers
Canales
• Proteínas transmembrana que crean poros o
conductos hidrofílicos comunicando ambos
lados de la membrana.
• Usan gradientes electroquímicos para mover
moléculas entre ambos lados de la membrana a
favor de su gradiente de concentración.
Canales iónicos:
• La mayoría son regulados, se abren o cierran
en respuesta estímulos: dependientes de
voltaje, termorreceptores, mecanosensores,
dependientes de ligando.
• Son específicos. Canales de Na+, K+, Ca2+ y Cl-.
• Regulan los gradientes iónicos entre ambos
lados de la membrana, pueden alterar su
potencial eléctroquímico..
• Participan en la excitabilidad neuronal,
contracción muscular, prevención de la
poliespermia temprana.
Aquaporinas:
• Son canales de agua.
• Median el flujo rápido y eficiente de agua dentro 
y fuera de las células.
Canales iónicos
Canal iónico regulado 
por ligando
TRANSPORTE ACTIVO
• Transporte a través de membrana en contra del gradiente de concentración.
• Con gasto de energía.
• Mediado por proteínas transmembrana:
- Uniporte: transportan una sola sustancia en una sola dirección. Ejemplo:
transportadores de Ca++ en la membrana plasmática y en el RE.
- Simporte: movilizan dos sustancias en la misma dirección. Ejemplo:
transporte de aminoácidos y Na+ en las células intestinales.
- Antiporte: movilizan dos sustancias en direcciones opuestas. Ejemplo:
transporte de Na+ y Ca2+ en las células cardíacas; bomba de Na+ y K+.
TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO. Bombas iónicas
• Requiere participación directa de la molécula
de ATP (Adenosín Trifosfato), como fuente de
energía para el transporte.
• La energía liberada por la hidrólisis del ATP (se
convierte en ADP), impulsa el desplazamiento
de iones específicos en contra de su gradiente
de concentración.
• Crea gradientes. Mantiene diferencias de
concentraciones que tienden a igualarse por
difusión.
• Es una ATPasa. Glucoproteína integral de membrana.
• Permite la excitabilidad de las neuronas, de las células musculares, y la absorción
de los alimentos por las células del aparato digestivo.
• Presente en todas las células animales, consume hasta el 25% de todo el ATP
celular.
• El potasio (K) se encuentra mucho más concentrado en el citoplasma celular que en
el exterior. El sodio (Na), a la inversa, mucho más concentrado en el líquido externo
que en el citoplasma.
• La bomba de Na+ y K+ degrada un ATP, y utiliza la energía liberada para ingresar
dos iones K+ al interior de la células, mientras exporta tres Na+. Es antiporte.
Bomba de Sodio y Potasio
Bomba de 
Sodio y 
Potasio
Bombas de protones 
• Son proteínas integrales de la membrana.
• Hidrolizan ATP (consumen energía) y utilizan esta energía para transportar
protones al exterior celular, creando una diferencia de potencial entre las dos caras
de la membrana. Muy importantes en células vegetales.
• Presentes también en la membrana deciertos organoides, como los lisosomas,
donde introducen protones en contra de gradiente. Acidifican el medio interno, para
que pueda ocurrir la actividad enzimática que llevan a cabo.
Bombas de Calcio
• Se encuentran en la mayoría de las células.
• Se encargan de retirar el calcio del interior de la célula, con gasto de ATP.
• En la membrana plasmática mueven Ca++ hacia el exterior.
• También están presentes en el RE de las células musculares, donde movilizan el
calcio hacia el interior del organoide.
• Translación simultánea de dos elementos (dos moléculas, una molécula y un ión, o
dos iones).
• El desplazamiento de la sustancia que se mueve en contra de su gradiente de
concentración se logra utilizando la energía liberada cuando un ion atraviesa la
membrana a favor de su gradiente de concentración.
• Transportadores secundarios, simportes o antipirtes.
• La difusión pasiva de Na+ hacia el interior de la célula aporta la energía para
ingresar glucosa en contra de su gradiente de concentración.
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO
MECANISMOS DE INTERCAMBIO CON FLUJO DE MEMBRANA
Endocitosis y exocitosis
• Las macromoléculas, como proteínas y polisacáridos, son demasiado grandes y
con demasiada carga o polaridad como para atravesar las membranas biológicas.
• Estas biomoléculas y otras sustancias son transportadas por medio de vesículas:
- que invaginan la membrana plasmática e ingresan, endocitosis (a), o
- que se fusionan con la membrana y liberan su contenido, exocitosis (b).
Endocitosis y exocitosis
ENDOCITOSIS
• Conjunto de procesos que ingresan moléculas y partículas a las células eucariotas.
• La membrana se pliega hacia adentro, rodeando la sustancia,, forma una vesícula y 
migra el contenido al interior.
Pinocitosis. Se engloban en
vesículas más pequeñas
sustancias disueltas o
líquidos que ingresan a la
célula, de forma inespecífica.
Ocurre en el endotelio de
capilares sanguíneos.
Fagocitosis. Ingestión celular. Se engloban
grandes partículas, inclusive células, de forma
inespecífica. Se generan vacuolas alimenticias o
fagosomas. Posteriormente se digiere el contenido,
por asociación a lisosomas. Nutrición de
organismos unicelulares; células de defensa
(leucocitos).
Endocitosis mediada por receptor. Determinadas
interacciones entre ligandos (sustancias) y receptores
(proteínas) de membrana, desencadenan su captación
específica por endocitosis. El ingreso ocurre a través de
vesículas recubiertas por clatrina. Captación de
partículas lipoproteicas.
ENDOCITOSIS
EXOCITOSIS
• Proceso por el cual las sustancias empaquetadas en vesículas son secretadas
desde una célula.
• Una proteína de la membrana que sobresale hacia el citosol se asocia a alguna
proteína que sobresale hacia el exterior de la membrana de la vesícula.
• Las vesículas secretoras se fusionan con la membrana plasmática liberando su
contenido al exterior celular.
• La membrana de la vesícula se incorpora a la membrana celular.
• Es el último paso para eliminar materiales indigeribles que quedan luego de la
digestión celular.
• También se secretan al exterior celular enzimas digestivas, neurotransmisores,
materiales para construir la pared celular, hormonas.
Fluido extracelular
CitoplasmaVesícula
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