TRANSPORTE
CELULAR Y SOLUCIONES
DEFINICION DE
FLUIDO
Un fluido es todo cuerpo que tiene la propiedad de fluir,
y carece de rigidez y elasticidad, y en consecuencia cede inmediatamente a
cualquier fuerza tendente a alterar su forma y adoptando así la forma del recipiente
que lo contiene.
Los fluidos pueden
ser líquidos o gases según la
diferente intensidad de las fuerzas de cohesión existentes entre sus moléculas.
En los líquidos,
las fuerzas intermoleculares permiten que las partículas se muevan libremente,
aunque mantienen enlaces latentes que hacen que las sustancias en este estado
presenten volumen constante o fijo
Los líquidos son incompresibles debido a que su volumen
no disminuye al ejercerle fuerzas muy grandes.
Los gases, por
el contrario, constan de partículas en movimiento bien separadas que chocan
unas con otras y tratan de dispersarse, de tal modo que los gases no tienen
forma ni volumen definido.
Los gases son compresibles; es decir, su volumen disminuye cuando sobre
ellos se aplican fuerzas. Por ejemplo, cuando se ejerce fuerza sobre el émbolo
de una jeringa.
CONCEPTO DE GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN
Cuando hablamos de gradiente de concentración nos
referimos a la diferencia de concentración que existe en una molécula entre una
región y otra de la misma. En el caso de las membranas celulares, es la
diferencia que existe en las concentraciones de iones ubicados a distintos
lados de la membrana.
Para entenderlo de una mejor manera tenemos el ejemplo
siguiente.
Ejemplo de gradiente de concentración
El gradiente de concentración es la diferencia de
concentración de un elemento en una misma zona o solución. Un ejemplo claro y
fácil de entender es el que podemos obtener cuando echamos una cucharada de sal
a un vaso de agua.
Al echarla sin agitar el agua, veremos como la mayor
concentración de sal se va directamente al fondo del vaso, mientras que tan
solo pequeñas partículas de sal se quedan en la parte superior del vaso. Esta
importante diferencia de concentración de sal entre ambas zonas del vaso es lo
que se conoce como gradiente de concentración.
SOLUCIÓN
HIPOTÓNICA
Esta solución contiene una baja concentración de soluto
en relación con la concentración del citoplasma.
En este caso, el agua se difunde desde la solución al
interior de la célula, el volumen de la célula iría aumentando y podría llegar
a explotar.
SOLUCIÓN
HIPERTÓNICA
Si una membrana semipermeable separa una solución con una
concentración más elevada de sustancias disueltas de otra con una concentración
menor de solutos se le llama “Hipertónica” (el prefijo hiper significa
“exceso”). Si dos disoluciones tienen diferente presión osmótica, se dice que
la disolución de mayor concentración es hipertónica.
Imagina a una
célula viviendo en el mar. Para esta célula, la concentración de sales del
medio es mayor que la que existe dentro de su citoplasma. Cuando el medio posee
mayor cantidad de sales que la célula, se afirma que este es hipertónico con
respecto a la célula. En estas condiciones, el agua tiende a salir de la
célula, tratando de equilibrar la concentración de sales a ambos lados de la
membrana. Entonces, la célula se encoge o arruga, disminuyendo su volumen.
SOLUCIÓN
ISOTÓNICAS
Una solución isotónica es aquellas donde la concentración
del soluto es la misma en ambos lados de la membrana de la célula, por lo
tanto, la presión osmótica en la misma disolución isotónica es la misma que en
los líquidos del cuerpo y no altera el volumen de las células.
Isotonia, es un estado de equilibrio osmótico entre dos
soluciones separadas por una membrana, o entre un organismo y su medio
ambiente, este concepto se usa mucho en la manufactura de colirios, porque la
solución isotónica, no irrita el ojo.
TRANSPORTE
ACTIVO Y PASIVO
TRANSPORTE
PASIVO
El transporte pasivo es el intercambio simple de
moléculas a través de la membrana plasmática, durante el cual la célula no
gasta energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o a favor
de gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una gran
concentración a uno donde hay menor.
El proceso celular pasivo se divide en dos:
De mayor
concentración (medio hipertónico)
De menor
concentración (un medio hipotónico).
DIFUSIÓN
SIMPLE
Significa que la molécula puede pasar directamente a
través de la membrana. La difusión es siempre a favor de un gradiente de
concentración. Esto limita la máxima concentración posible en el interior de la
célula (o en el exterior si se trata de un producto de desecho).La efectividad
de la difusión está limitada por la velocidad de difusión de la molécula. Por
lo tanto si bien la difusión es un mecanismo de transporte suficientemente
efectivo para algunas moléculas (por ejemplo el agua), la célula debe utilizar
otros mecanismos de transporte para sus necesidades. Difusión simple a través
de canales .Se realiza mediante las denominadas proteínas de canal. Así entran
iones como el Na.+, K+, Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un
orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando,
como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una determinada
región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación
estructural que induce la apertura del canal
DIFUSIÓN
FACILITADA
Algunas moléculas son demasiado grandes como para
difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos
como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de
la glucosa y algunos otros monosacáridos.
La difusión facilitada es mucho más rápida que la
difusión simple y depende:
Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos
lados de la membrana
Del número de proteínas transportadoras existentes en la
membrana
De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo
ÓSMOSIS
La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el
cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El
movimiento de agua se realiza desde un punto en que hay mayor concentración a
uno de menor para igualar concentraciones. De acuerdo al medio en que se
encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la osmosis es mantener
hidratada a la membrana celular.
Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras
palabras la ósmosis u osmosis es un fenómeno consistente en el paso del
solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una
de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable.
TRANSPORTE
ACTIVO
El transporte activo requiere un gasto de energía para
transportar la molécula de un lado al otro de la membrana, pero el transporte
activo es el único que puede transportar moléculas contra un gradiente de
concentración, el transporte activo está limitado por el número de proteínas
transportadoras presentes. Son de interés dos grandes categorías de transporte
activo, primario y secundario
ENDOCITOSIS
Y EXOCITOSIS
ENDOCYTOSIS
La endocitosis es un proceso celular por el cual se
introduce en la célula solutos, partículas y moléculas de distintos tipos y de
origen extracelular. El proceso consiste en rodear dichas sustancias en una
invaginación de la membrana celular que conducen, gracias a movimientos de
escasa amplitud, a la formación de vesículas que terminan por desprenderse e
incorporarse al citoplasma.
Una vez dentro de la célula las vesículas de endocitosis
pueden seguir dos caminos:
1. Digestión
2.
Transcitosis.
- En la digestión
las vesículas se fusionan con lisosomas primarios para formar vacuolas
digestivas. Los productos de la digestión se incorporarán posteriormente al
metabolismo celular.
- La transcitosis
es el proceso realizado por algunas vesículas de endocitosis que simplemente
transportan su contenido de un punto a otro de la célula.
Dependiendo del tipo de sustancia que se desee introducir
en la célula se estaría hablando de distintos tipos de endocitosis:
Fagocitosis:
Se trata de una endocitosis especializada en incorporar
al medio intercelular grandes partículas como bacterias, virus y restos
celulares. Se podría considerar la manera de comer que tienen las células. El
proceso consiste en una molécula que se apoya en la membrana para
posteriormente ser introducida en la célula envuelta en membrana plasmática
dando lugar a una vesícula denominada Fagosoma. Este fagosoma será fusionada
con los órganos encargados de realizar la digestión celular: Los lisosomas, que
digerirán su contenido. Este proceso consume una cantidad importante de energía
y solo se da en células especializadas llamadas fagocitos.
Pinocitosis
Es un tipo de endocitosis en la que las sustancias entran
en la célula en forma de solución y de
forma inespecífica e indiscriminada. Al igual que la fagocitosis se
podría considerar el “comer” de las células la pinocitosis podríamos
considerarlo el “beber”. En este proceso la célula engulle fluido extracelular,
incluyendo moléculas como azúcar y proteínas. Las vesículas que se forman son
muy pequeñas, solo visibles al microscopio. Se da en todo tipo de células.
EXOCITOSIS:
Es el proceso contrario a la endocitosis. Es el
movimiento de vesículas intracelulares a la membrana citoplasmática, donde se
fusionan con ella y liberan su contenido al exterior. Este proceso tiene lugar
a raíz de una señal extracelular y además sirve para expulsar desechos
celulares producidos por el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi.
Se diferencian dos tipos de exocitosis:
1.
Constitutiva
2. Regulada.
- La constitutiva está
presente en un mismo tiempo en todas partes y lleva moléculas para la matriz
extracelular y para la propia membrana.
- La regulada se
produce en las células secretoras y estas regulan el momento y el lugar de la
membrana plasmática en el que van a fusionarse.
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