Transporte a través de la membrana

Lo primero que tiene que hacer un microorganismo a la hora de su nutrición es captar los nutrientes que necesite desde el medio exterior. Debido a que membrana celular es una la bicapa lipídica, actúa como barrera que impide el paso de la mayor parte de las sustancias, esto significa que deben existir mecanismos específicos para lograr la entrada de los nutrientes. Además, teniendo en cuenta que las bacterias suelen vivir en medios diluidos, deben realizar un “trabajo” para trasladar muchos de esos nutrientes en contra del gradiente de concentración.

TIPOS DE TRANSPORTE

Una forma muy simple de clasificar las modalidades de transporte atiende al punto de vista del consumo de energía metabólica. Así el transporte que no utiliza energía se define como transporte pasivo mientras que el que la consume se denomina transporte activo.

En el caso del transporte pasivo, el soluto se mueve siempre a favor de gradiente, que se convierte en la fuerza de conducción para el movimiento.

Además del criterio anterior (consumo de energía) existe la posibilidad de dividir los sistemas de transporte en otros dos grupos, según que necesiten la presencia de una proteína transportadora o no. Así tenemos, por un lado, el transporte libre en el que el soluto atraviesa la membrana por diversos lugares, pero sin el concurso de transportador alguno; y el transporte mediado, en el que se requiere la presencia de una proteína de membrana específica para el soluto a transportar.

 Transporte pasivo: difusión simple o libre

Este transporte consiste en la difusión pasiva de ciertas sustancias para las que la membrana es impermeable, debido a la diferencia de concentración (DC) a ambos lados de dicha membrana (la sustancia tiene mayor concentración fuera que dentro de la célula). Aparte de esta diferencia de concentración, en la difusión pasiva influyen:

Las membranas citoplásmicas son impermeables en sí mismas a la mayor parte de las moléculas. Sólo se da en el caso de O₂, CO₂, NH₃, agua y otras pequeñas sustancias polares no ionizadas.

La difusión simple se produce por el paso de estas sustancias a través de poros inespecíficos de la membrana citoplásmica.

La difusión es un proceso que se produce como consecuencia de la energía térmica de la materia.

Cualquier molécula tiende a moverse de forma independiente y al azar; y se dispersa o disemina de manera que, en la situación de equilibrio dinámico, su distribución es uniforme. Los movimientos de las moléculas en el interior de una solución se denominan flujos

Osmosis

La ósmosis es una clase especial de difusión que se define como "el flujo neto de agua que atraviesa una membrana semipermeable que separa dos compartimentos acuosos".

La membrana celular se comporta de forma aproximada como una membrana semipermeable, es decir dejando pasar el agua, pero no los solutos. El agua se mueve desde una zona donde su concentración es mayor, a otra donde es menor. En el caso de las soluciones intra y extracelular el agua se moverá desde la solución que presente una menor concentración (solución hiposmótica) a la que tenga la mayor concentración (solución hiperosmótica). La presión hidrostática necesaria para impedir la ósmosis se define como "presión osmótica".

DIFUSIÓN FACILITADA

Es un proceso que permite el paso de compuestos por difusión a través de transportadores estereoespecíficos y (al igual que en el caso anterior) sobre la base de un gradiente de concentración (en la dirección termodinámicamente favorable).

El transportador suele ser una proteína integral de membrana (permeasa o facilitador), cuya conformación determina un canal interior, y por el cual un determinado sustrato puede alcanzar el interior, sin gasto de energía. Se piensa que cuando el soluto se une a la parte de la permeasa que da al exterior, esta proteína sufre un cambio conformacional que libera la molécula en el interior. Como al entrar la molécula, enseguida entra en el metabolismo y desaparece como tal, esto basta para mantener el gradiente de concentración que permite esta difusión. La difusión facilitada exhibe propiedades similares a las de las reacciones enzimáticas.

Dentro del transporte mediado se distinguen tres tipos de transportadores según el número y dirección de movimiento de los solutos a transportar:

• Unitransportador: en el que sólo se mueve un soluto.

• Cotransportador: se mueven dos solutos en la misma dirección.

• Contratransportador o antitransportador: se mueven dos solutos en direcciones contrarias.

 

Transporte activo y mediado

En este tipo de transporte se produce un consumo de energía dado que el movimiento se realiza

en contra de gradiente de potencial químico o electroquímico. Las proteínas transportadoras tienen

las mismas propiedades que las que realizan la difusión facilitada, con la diferencia de que

para su funcionamiento requieren energía. Igual que en el tipo anterior hay tres tipos de transportadores de igual denominación.

Endocitosis: cuando las sustancias son partículas de gran tamaño el proceso recibe el nombre de fagocitosis, si están en solución se le denomina pinocitosis.

En la parte interna de la membrana celular aparecen digitaciones recubiertas por una proteína la clatrina, y se denominan depresiones revestidas, que darán lugar a vesículas revestidas, especializadas en la endocitosis mediada por receptor, para la introducción de macromoléculas específicas.

Exocitosis: muchas sustancias pueden ser sacadas de la célula a través de un mecanismo que sería el inverso de la endocitosis, y que recibe el nombre de exocitosis. Las proteínas son sintetizadas siempre en el interior celular, pero algunas de ellas realizan su función biológica en el medio extracelular.

Merino P. J.  y Noriega B. M.; (s.f.); FISIOLOGÍA GENERAL; Universidad de Cantabria, open course ware; recuperado el 09 de noviembre de 2021 de: https://ocw.unican.es/pluginfile.php/879/course/section/967/Tema%25204-Bloque%2520II-Transporte%2520a%2520traves%2520de%2520Membrana.pdf

(n.d.); (15 /02/2006); Membrana y transporte, recuperado el 09 de noviembre de 2021 de:

https://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm#_Toc54617740

 

En los siguientes videos podrás obtener mayor información de estos movimientos:

Transporte activo y pasivo; Osmosis; Endocitosis y exocitosis