Cómo se transportan las sustancias celulares a través de la membrana plasmática

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La membrana plasmática que rodea a las células animales es el lugar donde se produce el intercambio de sustancias dentro y fuera de las células. Algunas sustancias necesitan pasar del líquido extracelular fuera de las células al interior de la célula, y otras necesitan pasar del interior de la célula al líquido extracelular.

Algunas de las proteínas que están atascadas en la membrana plasmática ayudan a formar aberturas (canales) en la membrana. A través de estos canales, se permite el paso de algunas sustancias como hormonas o iones. O bien son «reconocidos» por un receptor (una molécula de proteína) dentro de la membrana celular, o bien se unen a una molécula portadora, que se permite a través de los canales. Debido a que la membrana plasmática es selectiva en cuanto a las sustancias que pueden pasar a través de ella, se dice que es selectivamente permeable.

La permeabilidad describe la facilidad con la que las sustancias pueden pasar a través de un borde, como una membrana celular. Permeable significa que la mayoría de las sustancias pueden pasar fácilmente a través de la membrana. Impermeable significa que las sustancias no pueden pasar a través de la membrana. Permeabilidad selectiva o semipermeable significa que sólo ciertas sustancias pueden pasar a través de la membrana.

El transporte de sustancias a través de la membrana plasmática puede requerir que la célula utilice parte de su energía. Si se utiliza energía, el transporte se llama activo. Si las moléculas pueden pasar a través de la membrana plasmática sin usar energía, las moléculas están usando transporte pasivo.

Ayudando a las moléculas a cruzar: Transporte activo

A veces, las moléculas son demasiado grandes para fluir fácilmente a través de las membranas de plasma o disolverse en el agua para que puedan ser filtradas a través de la membrana. En estos casos, las células deben emitir un poco de energía para ayudar a que las moléculas entren o salgan de la célula.

En la membrana plasmática hay moléculas de proteínas, algunas de las cuales forman canales a través de los cuales pueden pasar otras moléculas. Algunas proteínas actúan como portadoras, es decir, se les «paga» en energía para permitir que una molécula se adhiera a sí misma y luego la transporte dentro de la célula.

Transporte pasivo de moléculas

Una membrana puede permitir que las moléculas sean transportadas pasivamente a través de ella de tres maneras: difusión, ósmosis y filtración.

  • Difusión: A veces los organismos necesitan mover moléculas de un área donde están altamente concentradas a un área donde las moléculas están menos concentradas. Este transporte es mucho más fácil que mover moléculas de una concentración baja a una concentración alta. Para pasar de una concentración alta a una concentración baja, en esencia las moléculas sólo necesitan»extenderse», o difuminarse, a través de la membrana que separa las áreas de concentración, en el cuerpo humano esta acción ocurre en los pulmones. Se respira aire y el oxígeno entra en los sacos de aire más pequeños de los pulmones, los alvéolos. Alrededor de los sacos de aire más pequeños de los pulmones se encuentran los vasos sanguíneos más pequeños: los capilares. Los capilares en los pulmones, llamados capilares pulmonares, contienen la concentración más baja de oxígeno en el cuerpo, porque cuando la sangre llega a los vasos más pequeños, la mayor parte del oxígeno ha sido consumido por otros órganos y tejidos. Por lo tanto, los sacos de aire más pequeños de los pulmones tienen una mayor concentración de oxígeno que los capilares. Esto significa que el oxígeno de los alvéolos de los pulmones puede propagarse a través de la membrana entre el saco de aire y el capilar, entrando en el torrente sanguíneo.
  • Osmosis: Este término se utiliza cuando se habla de moléculas de agua que se difunden a través de una membrana. Básicamente, la difusión del agua (ósmosis) funciona como se describe en el punto anterior. Sin embargo, con la ósmosis, se tiene en cuenta la concentración de sustancias en el agua. Si una solución es isotónica, significa que las concentraciones de las sustancias (disolventes) y del agua (disolvente) en ambos lados de la membrana son iguales. Si una solución es hipotónica, hay una menor concentración de sustancias (y más agua) en ella en comparación con otra solución. Si una solución es hipertónica, hay una mayor concentración de sustancias en ella (y menos agua) en comparación con otra solución; por ejemplo, la sangre del cuerpo contiene una cierta cantidad de sal. La concentración normal es isotónica. Si de repente hay una concentración demasiado alta de sal, la sangre se vuelve hipertónica (demasiadas moléculas de sal). Este exceso de sal obliga a que el agua salga de las células sanguíneas en un intento de emparejar las cosas. Pero el efecto que tiene esta acción es en realidad el de reducir las células sanguíneas. Este encogimiento de las células se llama crenación (no cremación). Si hay demasiado líquido en el torrente sanguíneo, las células sanguíneas tienen muy pocas moléculas de sal en comparación, lo que las hace hipotónicas. Luego, las células sanguíneas toman agua en un intento de normalizar la sangre y hacerla isotónica. Sin embargo, si las células sanguíneas necesitan tomar demasiada agua para reequilibrar todo, pueden hincharse hasta que estallan. Este estallido de células se llama hemólisis (hemo = sangre; lisis = ruptura).
  • Filtración: La última forma de transporte pasivo se utiliza con mayor frecuencia en los capilares. Los capilares son tan delgados (sus membranas tienen sólo una célula de espesor) que la difusión se produce fácilmente a través de ellos. Pero recuerde que los animales tienen presión arterial. La presión a la que la sangre fluye a través de los capilares es suficiente para empujar el agua y los pequeños solutos que se han disuelto en el agua a través de la membrana capilar. Así que, en esencia, la membrana capilar actúa como papel de filtro, permitiendo que el líquido rodee las células del cuerpo y evitando que grandes moléculas entren en el líquido tisular.

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