Movimiento a través de la membrana de plasma

Gran parte del suministro de energía metabólica de una célula se puede gastar en mantener estos procesos. Por ejemplo, la mayor parte de la energía metabólica de un glóbulo rojo se utiliza para mantener el desequilibrio entre los niveles de sodio y potasio exteriores e interiores que requiere la célula. Debido a que los mecanismos de transporte activo dependen del metabolismo de una célula para obtener energía, son sensibles a muchos venenos metabólicos criptomonedasqueson.com que interfieren con el suministro de ATP. Existe un gradiente de concentración que permitiría que estos materiales se difundan en la célula sin gastar energía celular. Sin embargo, estos materiales son iones o moléculas polares que son repelidas por las partes hidrófobas de la membrana celular. Las proteínas de transporte facilitado protegen estos materiales de la fuerza repulsiva de la membrana, lo que les permite difundirse en la célula.

Difusión y ósmosis pasiva

El potasio es el catión intracelular primario del cuerpo, mientras que el sodio es el catión extracelular primario y la Na, K-ATPasa es responsable de mantener esta distribución. No todos los solutos pueden pasar directamente a través de las membranas celulares. Las moléculas que son grandes o que tienen una carga eléctrica generalmente software transportes no pueden moverse a través de la membrana. Recuerde que incrustados en la membrana celular hay varios tipos de proteínas que pasan completamente a través de la membrana, las proteínas integrales de la membrana. Hay una serie de proteínas integrales especializadas que ayudan en la difusión de solutos a través de la membrana.

Estas proteínas de canal se asemejan a tubos llenos de líquido a través de los cuales los solutos pueden descender en sus gradientes de concentración a través de la membrana. Estos canales son a menudo responsables de ayudar a iones como Na, K, Ca2 y Cl a cruzar las membranas. Aunque son tubos abiertos, a menudo son muy específicos para los iones que pasan a través de ellos. Además, como veremos más adelante, la regulación del movimiento de los distintos iones a través de las membranas es crucial para muchas funciones celulares importantes.

• Durante el transporte activo, se gasta energía para ayudar al movimiento del material a través de la membrana en una dirección contraria a su gradiente de concentración.
• El agua pasa a través de la membrana en un proceso de difusión llamado ósmosis.
• Durante el transporte pasivo, los materiales se mueven por difusión simple o por difusión facilitada a través de la membrana, hacia abajo en su gradiente de concentración.
• El transporte activo puede tener lugar con la ayuda de bombas de proteínas o mediante el uso de vesículas.
• Por ejemplo, aunque los iones de sodio (Na) están muy concentrados fuera de las células, estos electrolitos están cargados y no pueden atravesar la bicapa lipídica no polar de la membrana.

Siempre que una sustancia exista en mayor concentración en un lado de una membrana semipermeable, como las membranas celulares, cualquier sustancia que pueda descender por su gradiente de concentración a través de la membrana lo hará. El O2 generalmente se difunde hacia las células porque está más concentrado fuera de ellas, y el CO2 normalmente se difunde fuera de las células porque está más concentrado dentro de ellas. Un ejemplo biológico de difusión es el intercambio de gases que se produce durante la respiración dentro del cuerpo humano. Tras la inhalación, el oxígeno llega a los pulmones y se difunde rápidamente a través de la membrana de los alvéolos y entra al sistema circulatorio al difundirse a través de la membrana de los capilares pulmonares. Simultáneamente, el dióxido de carbono se mueve en la dirección opuesta, se difunde a través de la membrana de los capilares y entra en los alvéolos, donde se puede exhalar. La respiración celular es la causa de la baja concentración de oxígeno y la alta concentración de dióxido de carbono en la sangre, lo que crea el gradiente de concentración.

Capítulo 15 Transporte a través de membranas celulares

Para mover sustancias en contra de una concentración o gradiente electroquímico, la célula debe utilizar energía. Esta energía se obtiene del trifosfato de adenosina generado a través del metabolismo celular. Los mecanismos de transporte activos, denominados colectivamente bombas, actúan contra los gradientes electroquímicos. Pequeñas sustancias pasan constantemente a través de las membranas plasmáticas. El transporte activo mantiene las concentraciones de iones y otras sustancias que necesitan las células vivas ante estos movimientos pasivos.

Debido a que los gases son pequeños y no cargados, pueden pasar directamente a través de la membrana celular sin proteínas de membrana especiales. No se requiere energía porque el movimiento de los gases sigue la primera ley de Fick y la segunda ley de la termodinámica. Los simportadores son transportadores activos secundarios que mueven dos sustancias en la misma dirección. Por ejemplo, el simportador de sodio-glucosa utiliza iones de sodio para «atraer» moléculas de glucosa al interior de la célula. Debido a oracionesasantarita.com que las células almacenan glucosa para obtener energía, la glucosa se encuentra típicamente en una concentración más alta dentro de la célula que en el exterior. Sin embargo, debido a la acción de la bomba de sodio-potasio, los iones de sodio se difundirán fácilmente en la célula cuando se abra el simportador. La inundación de iones de sodio a través del simportador proporciona la energía que permite que la glucosa se mueva a través del simportador y entre en la célula, contra su gradiente de concentración.