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GUÍA DE AUTOAPRENDIZAJE N°8
BIOLOGÍA
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Unidad 2: La Membrana Plasmática
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Mecanismos de intercambio a través de la membrana celular
Procesos de intercambio de la membrana plasmática
Como ya nos hemos familiarizado con las funciones de la membrana y la paredcelular, estudiaremos los distintos
procesos de intercambio que la célularealiza con el medio extracelular, a través de la membrana.
Las sustancias alimenticias llegan en forma de moléculas a la célula y despuéspenetran, disueltas en agua, a
través de la membrana. Una vez dentrode la célula, estas moléculas se dispersan por el citoplasma y de
inmediatoson captadas por las enzimas, para transformarlas en otras sustancias que, aloxidarse en las
mitocondrias, producen calor y energía.
¿Cómo lo hacen las células para introducirsustancias en su interior?
Para que las células puedan introducir sustancias ensu medio interno, la membrana plasmática realiza
dosprocesos principales, conocidos como transporte pasivoy transporte
activo.
Transporte pasivo
Este tipo de transportese caracteriza porque nohay gasto de energía,
yaque las moléculas puedenmoverse de forma libre oespontánea. En el
transportepasivo, el movimientode las sustanciasse realiza desde un
mediode mayor concentración auno de menor concentración.Tal es el
caso de ladifusión y la ósmosis.
Difusión
Este tipo de transporte ocurre a través de la doblecapa lipídica por diferencia de concentraciones entreel medio
interno y externo de la célula. Consiste en
elmovimiento de sustancias disueltas en agua (ya
seanmoléculas de sólidos o gases) desde un medio
dondeexiste mayor aglomeración de dichas
sustancias, aotro donde su concentración es menor.
Por ejemplo, si al interior de una célula hay
menosmoléculas de oxígeno que fuera de ella, las
moléculasque se encuentren en el exterior entrarán a
la célula,a través de su membrana, hasta equilibrar
las concentraciones,logrando una distribución
uniforme delas moléculas, tanto en el medio externo
como en elinterno.
Ósmosis
La ósmosis es un tipo de difusión que implica el paso de líquido (agua,
en estecaso) a través de una membrana semipermeable. Las moléculas
de agua se muevenen cualquier dirección, pero como ocurre en todo
proceso de difusión, el movimientosiempre se origina a partir del medio
de mayor concentración al de menorconcentración.
Consideremos el caso de dos soluciones, X e Y, que están separadas
por unamembrana semipermeable. Si la solución X posee una mayor
concentración demoléculas de agua que la solución Y, entonces se
podrá observar el paso de aguadesde X a Y, hasta alcanzar el equilibrio
de modo que la concentración en ambassoluciones sea equivalente.
En el caso de la célula, podemos considerarla como un sistema osmótico
dondeexisten dos áreas involucradas, el medio extracelular y el medio
intracelular, separadospor una membrana semipermeable, que posee
alta permeabilidad al agua.Desde el punto de vista osmótico, la célula,
ya sea animal o vegetal, puede encontrarseen tres situaciones.
Las tres situaciones son:
1. Si la concentración de moléculas de agua en elexterior es la misma que en el medio
interno,se dice que la célula se encuentra en un medioisotónico, y por tanto, no sufre
ningunaalteración.
2. Si la célula posee en su medio interno una menorconcentración de moléculas de agua
queen el exterior, se dice que se encuentra en unmedio hipotónico. En este caso, la
célulatiende a captar agua, y se hincha (fenómenode turgencia). Si la turgencia es
considerable,la célula puede estallar, lo que no ocurre con lacélula vegetal, gracias a la
pared celular que larodea.
3. Si la célula se encuentra en un medio más concentrado,es decir, hipertónico (con alta
concentraciónde soluto), tiende a perder agua,disminuyendo su volumen, por tanto se
«arruga», (fenómeno de plasmólisis).
Transporte activo
El transporte activo se caracteriza porque, a diferencia del transporte pasivo, serequiere una
«fuente de energía». Este gasto energético es necesario, porque eneste
proceso las moléculas se trasladan desde una zona de menor
concentración auna más concentrada. Este transporte se realiza a través
de proteínas transportadoras,las cuales requieren energía (ATP) para
cumplir su función.
En el diagrama adjunto, podemos observar cómo laproteína
transportadora cambia su forma para que lasustancia o compuesto pase a
través de la membrana.
El transporte activo juega un papel de gran relevanciapara la célula, ya
que este proceso le permite movilizarpartículas de alimento, sustancias,
toxinas y desechos,hacia fuera o adentro de ella. Incluso, le permite
«ingerir» a otras células, como veremos a continuación.
El transporte de sustancias y los movimientos de la membrana
En nuestro cuerpo, existen células cuya función es secretar jugos digestivos, hormonaso simplemente liberar
anticuerpos contra una enfermedad. Estas sustanciassecretadas por estas células son macromoléculas. Del
mismo modo en queliberan sustancias, las células tienen la capacidad de incorporar moléculas, ingerirotras
partículas, e incluso a otras células completas. Pero ¿cómo es que la célula puede llevar a cabo estos
importantes procesos? Mediante el transporte activo ylos movimientos de la membrana plasmática.
Para transportar sustancias hacia dentro o hacia fuera de ella, la célula, mediantesu membrana plasmática,
realiza los siguientes procesos, que también constituyenformas de transporte activo, pues requieren de un gasto
de energía por parte dela célula:
Endocitosis
Mecanismo mediante elcual la célula puede incorporarsustancias o macromoléculasa su mediointerno,
específicamentea su citoplasma. La endocitosispresenta dos modalidades:la pinocitosis yla fagocitosis.
La pinocitosisconsisteen la incorporación de fluidoso líquidos que
contienensustancias disueltas.En este caso, los plieguesde la
membrana rodeanpequeñas gotas de líquido,para luego absorberlas
sustancias disueltas.
La fagocitosis correspondea la incorporaciónde partículas sólidasde
mayor tamaño, tales como microorganismos omacromoléculas.
Como ya sabemos, lamembrana es una estructura flexible, por tantopuede proyectarse «haciafuera»,
englobando a lapartícula o microorganismo,formando una vesícula,que luego incorporaa su citoplasma. Este
mecanismode fagocitosis esutilizado por los organismosunicelulares para alimentarse,y también poraquellas
células que actúancomo defensa del organismo,como los leucocitoso glóbulos blancos.
Exocitosis
Este mecanismo es empleadopor la célula,como una vía de
transportepara la salida oexpulsión de diferentesmacromoléculas,
como lasecreción de hormonas,o como una forma de
eliminardesechos desde sumedio interno. Para llevara cabo la
exocitosis, lamembrana plasmática sefusiona con la membranade la
vesícula secretoraque se forma al interiorde la célula, para luegotransportar la sustanciafuera de ella. Este tipo
detransporte permite a lacélula eliminar desechosy toxinas que ya no sonútiles a su metabolismo.
ACTIVIDADES.
I. Completa el siguiente cuadro resumen con las 2 características más destacadas del “transporte pasivo” y
“transporte activo”.
TRANSPORTE PASIVO
TRANSPORTE ACTIVO
Característica 1
Característica 2
II. ¿Qué le sucede a una célula animal y a una célula vegetal cuando son colocadas en soluciones hipertónicas e
hipotónicas?
SOLUCIÓN HIPERTÓNICA
SOLUCIÓN HIPOTÓNICA
CÉLULA
III. Explique la diferencia entre:
a). ENDOCITOSIS y EXOCITOSIS.
R.
b). FAGOCITOSIS Y PINOCITOSIS.
R.
IV. Identifica en el siguiente esquema los mecanismos de transporte indicados con los número 1 al 6:
V. Si observamos una planta cuyas hojas están marchitas, ¿qué explicación podríamos dar, considerando el
fenómeno de la ósmosis?
R.