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TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS CELULARES Existen diversos mecanismos por lo cuales se realiza el transporte a través de la membrana celular: • Exocitosis: • Endocitosis • Movimiento por canales iónicos • Transporte activo primario • Trasporte activo secundario EXOCITOSIS La vesículas que contiene material para eliminar son conducidas a la membrana, done reacciona con proteínas y provoca la liberación de el material. • Vía no constitutiva “regulada”: las proteínas (aparato de Golgi) son introducidas a los granulos de secreción donde reacciona. • Vía constitutiva: es el transporte rápido hacia la membrana, ya que hay un poco o nulo almacenamiento de material. ENDOCITOSIS Proceso inverso de exocitosis. Dependiendo del tipo recibe el nombre. • Fagocitosis: proceso por el cual bacterias, tejido muerto o material microscopio es englobado por celulas. La membrana sufre una invaginación que se estrecha y deja al material en una vacuola rodeada por membrana celular intacta. • Pinocitosis: aquí las vesículas son de menor tamaño y las sustancias ingeridas están e solución. • Endocitosis mediada por clatrina: la clatrina es una molécula que ayuda a formar una disposición geométrica que rodea a la vesícula para cerrarla, después esta se desprende y se puede reciclar. Este proceso desempeña una función importante en la sinapsis. • Endocitosis no relacionada a clatrina-caveolas: DOMINIOS LIPÍDICOS Y CAVEOLAS Estos dominios lípidos son zonas de la membrana donde se concentran grandes cantidades de colesterol y esfingolipidos. Estos dominios tal vez son los precursores de la caveolas (depresiones de las membranas), entre sus funciones tenemos: • Regulación de colesterol • Transcitosis Enfermedad de Huntington: regulación defectuosa de canales de Cl- en fibrosis quística y repeticiones inestables de trinucleótidos. PERMEABILIDAD DE MEMBRANA Y PROTEÍNAS DE TRANSPORTE Las moléculas pequeñas no polares (O2 y N2) y moléculas polares pequeñas sin carga (CO2) difunden por la membrana, pero existen moléculas que no pueden pasar por lo que ocupan mecanismos de transporte (endocitosis y exocitosis) o proteínas de transporte específicas, estas son capaces de formar canales iónicos. Acuaporina: H2O Existen poros que están regulados lo que permite que se abran o cierren de acuerdo a cambios locales, y son controlados por: • Voltaje • Ligando: externo (hormona o neurotransmisor) o interno (Ca+, AMPc, lípido o proteína G) Usualmente las moléculas se mueven de un gradiente de concentración alto a uno bajo (gradiente químico), y los cationes van a un lado negativo y los aniones a un lado positivo (gradiente eléctrico). Cuando las proteínas transportadoras mueven las moléculas, no se necesita de ATP, a este proceso se le conoce como difusión facilitada. Existen diversos tipos de transportadores: • Simples: solo transporta una sustancia • Paralelos: transporta mas de dos sustancias • Antiparalelos: intercambia una sustancia por otra CONDUCTOS IÓNICOS Existen conductos en la membrana específicos para diferentes iones: • Ca+ • Cl- • Na+ • K+ Así como otros que no son selectivos y pueden pasar cationes o aniones. Cada uno esta formado por subunidades idénticas o similares. TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO Este tipo de transporte necesita de ATP para funcionar, y esta energía es producida por la hidrolisis de ATP. Un ejemplo es la bomba sodio-potasio “Na-K-ATPasa”. Aquí una trifosfatasa cataliza la hidrolisis de ATP a ADP y utiliza la energía para sacar 3 iones Na+ y meter 2 iones K+. Es una bomba electrógena que tiene una tasa de acoplamiento 3:2. Su actividad se puede ver inhibida por ouabaína o glucósidos digitálicos (Tx de insuficiencia cardiaca). Esta formada por dos unidades: • : aquí ocurre el transporte de Na+ y K+. En el espacio intracelular. • : es una glucoproteína. En el espacio extracelular. Este proceso inicia ya que la subunidad tiene 4 dominios (3 para Na+ y 1 para ATP), el ATP se convierte en ADP y se liberan los 3 Na+, después de espacio extracelular se une el K+ que ocasiona una desfosforilación de subunidad y hace que regrese a su conformación previa y libera el K+ hacia el citoplasma. Cada subunidad tiene divisiones: • 1: en casi todas las celulas. • 2: tejido muscular, cardiaco, adiposo y cerebral. • 3: tejido cardiaco y cerebral. • 1: no en astrocitos, celulas vestibulares de oído interno y músculos glucolíticos. • 2: músculos de fasciculación rápida. La actividad de la bomba es afectada por segundos mensajeros (DAG, etc.), las hormonas tiroideas y aldosterona incrementan su actividad al aumentar la fosforilacion. La dopamina en riñones inhibe la bomba favoreciendo a la natriuresis, igual la insulina inhibe la bomba. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO Usualmente el transporte activo de iones se vincula con el transporte de otras sustancias. El transporte activo de iones de Na+ y K+ representan los procesos que más consumen energía en el cuerpo (24% en celulas y 70% en neuronas). Esto constituye una gran parte del metabolismo basal.