Caracterización de los sistemas de transporte de aminoácidos de células endoteliales implicados en las acciones de los inhibidores de la sintasa de óxido nítrico

El proceso de reabsorción es iniciado por la Na, K –ATPasa (también llamada bomba de Na) en la membrana basolateral que hidroliza la adenosina 5′-trifosfato y usa esta energía química para transportar Na al espacio intersticial y simultáneamente K al interior de la célula. Esto crea un gradiente electroquímico dirigido hacia adentro para el Na a través de la membrana celular, y la mayor parte del transporte por el riñón es, directa o indirectamente, impulsado por este gradiente. En este sentido, la energía en el gradiente de Na es aprovechada por varios mecanismos, por ejemplo, por transportadores apicales que cotransportan solutos en el lumen tubular contra sus gradientes electroquímicos hacia las células epiteliales renales. Estos cotransportadores se denominan simportadores y el proceso se denomina simportación o cotransporte. Los ejemplos importantes incluyen simportadores que cotransportan Na con glucosa, Na con H2PO4−, Na con aminoácidos, Na con Cl− y Na con K y Cl−.

Transporte activo primario

Una vez dentro de la célula, el Na reabsorbido sale de la membrana basolateral hacia el espacio intersticial. Esto también es impulsado principalmente por bombas de Na, pero también puede involucrar a otros tipos de sistemas de transporte dependiendo del segmento de nefrona; por ejemplo en el PT participa el cotransportador basolateral de bicarbonato de sodio. Las moléculas de glucosa no pueden atravesar fácilmente las membranas celulares; la difusión pasiva sola es lenta, lo que puede resultar problemático para el metabolismo celular. Una forma en que la naturaleza ha resuelto este problema es mediante la difusión facilitada. Al igual que la difusión pasiva, el movimiento de la glucosa es siempre de una región de alta a baja concentración de glucosa e independiente del acoplamiento de iones. Las proteínas de transporte de glucosa catalizan la reacción del movimiento de la glucosa a través de la membrana. Las acciones de las proteínas transportadoras de glucosa son análogas a la catálisis mediada por enzimas.

Un ejemplo de transporte activo primario que usa energía redox es la cadena de transporte de electrones mitocondrial que usa la energía de reducción de NADH para mover protones a través de la membrana mitocondrial interna contra su gradiente de concentración. A diferencia del transporte pasivo, que usa la energía cinética y la entropía natural de las moléculas que se mueven hacia abajo en un gradiente, el transporte activo usa energía celular para moverlas contra un gradiente, repulsión polar u otra resistencia. El transporte activo suele estar asociado a la acumulación de altas concentraciones de moléculas que la célula necesita, como iones, glucosa y aminoácidos. Los ejemplos de transporte activo incluyen la captación de glucosa en los intestinos en los seres humanos y la captación de iones minerales en las células ciliadas de las raíces de las plantas. Para el mecanismo de formación de canales, el ionóforo induce un canal hidrófilo a través de la membrana de la bicapa lipídica.

Sistema de transporte de la célula

Por tanto, los simportadores median el movimiento de Na y solutos cotransportados fuera de la luz tubular hacia la célula. Además de los simportadores, las membranas apicales pueden expresar contratransportadores, llamados antiportadores, que transportan Na al interior de la célula y, al mismo tiempo, mueven los solutos dirigidos hacia el hacerbafles.info lumen tubular para su excreción. Un buen ejemplo sería el intercambiador de Na-H, del cual existen múltiples isoformas. Por último, el gradiente de Na hacia el interior puede ser aprovechado directamente por los conductos de Na del epitelio apical, que permiten la difusión del Na luminal hacia el interior hacia las células epiteliales.

Macromoléculas como proteínas, carbohidratos, lípidos, células grandes son algunos de los materiales que se transportan por esta vía. Oxígeno, monosacáridos, agua, dióxido de carbono, lípidos son los pocos materiales solubles. La mayoría de las enzimas que realizan este tipo de transporte son ATPasas transmembrana. Una ATPasa primaria universal para toda la vida animal es la bomba de sodio-potasio, que ayuda a mantener el potencial celular. La bomba de sodio-potasio mantiene el potencial de membrana moviendo tres iones de Na fuera de la célula por cada dos iones de K que ingresan a la célula. Otras fuentes de energía para el transporte activo primario son la energía redox y la energía fotónica.

Navegación

Estos canales iónicos de transporte pasivo utilizan el potencial electroquímico para impulsar procesos fisiológicos, como el impulso nervioso. El potencial electroquímico se mantiene mediante varios mecanismos de transporte activos, como la Na-K ATPasa. Siempre que una sustancia exista en mayor concentración en un lado de una membrana semipermeable, como la membrana plasmática, cualquier sustancia que pueda descender por su gradiente de concentración a través de la membrana lo hará. Considere las sustancias que pueden difundirse fácilmente a través de la bicapa lipídica de la membrana celular, como los gases oxígeno y CO2. El O2 generalmente se difunde dentro de las células porque está más concentrado fuera de ellas, y el CO2 se difunde típicamente fuera de las células porque está más concentrado dentro de ellas. Ninguno de estos ejemplos requiere energía por parte de la célula y, por lo tanto, utilizan el transporte pasivo para moverse a través de la membrana.

Las acuaporinas son un ejemplo de proteínas de canal que facilitan el transporte de moléculas de agua a través de las membranas. Otras proteínas llamadas proteínas transportadoras agarran las moléculas y cambian de forma para evitar el contacto de las moléculas con el núcleo hidrofóbico y atraviesan la membrana. La mayoría de las proteínas son muy específicas, es decir, solo transportan ciertos tipos de sustancias. La difusión de iones en movimiento tiene lugar a través de proteínas o conjuntos de proteínas que están incrustadas en la membrana plasmática. Estas proteínas son canales llenos de agua a través de los cuales los iones pueden pasar por su gradiente de concentración. Los canales de iones son proteínas que forman poros llenos de agua a través de membranas, que permiten que iones específicos se transporten pasivamente por el gradiente electroquímico. Por ejemplo, los canales iónicos que se encuentran comúnmente en todo el cuerpo humano incluyen canales de Na, canales de K, canales de Ca2 y canales de Cl-.

Este mecanismo de dispersión de moléculas desde donde están más concentradas hasta donde están menos concentradas es una forma de transporte pasivo llamado difusión simple (Figura 3.15). Si las moléculas de sustrato se mueven de áreas de menor concentración a áreas de mayor concentración (es decir, en la dirección opuesta o contra el gradiente de concentración), se requieren proteínas transportadoras transmembrana específicas. Debido a que se requiere energía en este proceso, se lo conoce como transporte «activo». Los ejemplos de transporte activo incluyen el transporte de sodio fuera de la célula y de potasio a la célula mediante la bomba de sodio-potasio. El transporte activo a menudo tiene lugar en el revestimiento interno del intestino delgado. El borde en cepillo aumenta enormemente la superficie de reabsorción de ultrafiltrado.

• Si existe una proteína de canal y está abierta, los iones de sodio pasarán a través de la membrana.
• El ATP utilizado en el transporte activo puede utilizarse directa o indirectamente.
• El transporte activo indirecto utilizará la energía ya almacenada en el gradiente de un ión bombeado directamente.
• Para el transporte activo directo, algunos transportadores se unirán al ATP directamente y utilizarán la energía de su hidrólisis para impulsar el transporte activo y establecer un gradiente de concentración.
• A medida que las concentraciones de iones de sodio se acumulan fuera de la membrana plasmática debido a la acción del proceso de transporte activo primario, se crea un gradiente electroquímico.
• El transporte activo secundario trae iones de sodio, y posiblemente otros compuestos, al interior de la célula.

Antes de continuar, debe revisar los gases que pueden difundirse a través de la membrana celular. Debido a que las células consumen oxígeno rápidamente durante el metabolismo, típicamente hay una concentración más baja panelessolares-precios.com de O2 dentro de la célula que en el exterior. Como resultado, el oxígeno se difundirá desde el líquido intersticial directamente a través de la bicapa lipídica de la membrana y hacia el citoplasma dentro de la célula.