TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

Permeabilidad

El paso de un soluto de un lado de una membrana al otro requiere de al menos cinco etapas: 1) Difusión del soluto en el medio acuoso, 2) Solubilización en la membrana, 3) Difusión en la bicapa, 4) Solubilización en el agua y 5) Difusión en el agua. La etapa más lenta (limitante) es la difusión en la bicapa y por lo tanto la velocidad de transporte medida experimentalmente debe corresponder a la velocidad de difusión en la bicapa.

Para aplicar la ley de Fick al caso del transporte en membranas, supongamos un soluto que pasa a través de una bicapa de espesor "d" y área "A", desde un compartimiento en el que se encuentra a una concentración C1 hacia otro en el que se encuentra a una concentración C2.

La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos:
la porosidad del material;
la densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura;
la presión a que está sometido el fluido.

Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener espacios vacíos o poros que le permitan absorber fluido. A su vez, tales espacios deben estar interconectados para que el fluido disponga de caminos para pasar a través del material.

POTENCIAL DE MEMBRANA

El potencial de acción responde a la ley de todo o nada, el potencial para que tenga lugar necesita de un estímulo liminal que llegue al punto crítico de dispara de esa célula.
a) Despolarización lenta. -70 mv hasta -55 mv
b) Despolarización rápida. - 55 mV hasta +35 mV.
c) Repolarización rápida. + 35 mv 2/3 del descenso
d) Repolarización lenta (hasta - 70 mV) e) Hiperpolarización. -70 mV hasta - 75 mV.
El potencial de acción se produce o no siendo igual. No se produce si el estímulo no alcanza el punto crítico de la célula, y si se supera si que hay potencial. La ley se cumple para fibras aisladas, para una fibra única, pero no se cumple cuando existen múltiples fibras nerviosas (axones).

SISTEMAS DE TRANSPORTE

LOS CANALES
Como se pretende mostrar en la figura, hay sistemas de transporte que se imaginan como canales o poros. No se conoce el mecanismo preciso del funcionamiento de ninguno de ellos; sin embargo, a través de su función se ha llegado a un modelo imaginario. El poro o canal es más que nada la conceptualización de un sistema rápido de transporte; es más fácil imaginar el movimiento rápido como flujo a través de un túnel, que por un mecanismo de acarreo más complicado. La idea del poro está representada en el diagrama de la figura; y se piensa que debe tener antes que nada una especie de entrada o filtro capaz de discriminar o escoger entre distintas sustancias o iones. Por ejemplo, hay poros que pueden distinguir fácilmente el Na+ y K+ a pesar de su semejanza, pero que difieren por el tamaño. Otra de las características importantes de los poros es la existencia de una especie de "compuertas" o dispositivos que les permiten abrir y cerrarse al paso de los iones.


LOS ACARREADORES MÓVILES
En el caso de sistemas de transporte más lento, se ha imaginado que se trata de moléculas de proteína que situadas en la membrana cuentan con un sitio capaz de reconocer a las sustancias que han de transportar, de manera semejante como las enzimas tienen un sitio activo en el que se coloca el sustrato que van a modificar. En este sentido no habría diferencia con los poros. Sin embargo, como se muestra en la figura, el sistema del paso de los iones de un lado al otro sería diferente; sin que se conozca el mecanismo íntimo, se piensa que, o bien la molécula de la vuelta y el sitio activo que estaba hacia un lado de la membrana se desplaza al otro, o bien el ion u otra sustancia es movido al otro lado por movimíentos peristálticos, semejantes a los del intestino, "exprimiendo" a la sustancia transportada hacia el otro lado. El único hecho real que hay es que estos sistemas de transporte son mucho más lentos que los canales o poros.


CUANTIFICACIÓN DEL TRANSPORTE
El grado de especialización de los sistemas de transporte de las células ha llegado a ser tan grande en algunos casos, que durante su evolución se le pudo adaptar para funciones de gran importancia como la transmisión nerviosa. En otros casos, como se describe en el capítulo siguiente, la clara relación entre la energía y el transporte llevó, por un lado, a la existencia de sistemas de transporte capaces de aprovechar la energía metabólica para tomar del medio sustancias que se encuentran en concentraciones bajas, pero también fue a través de los sistemas de transporte modificados que se pudieron diseñar sistemas para la conversión de la energía en formas directamente aprovechables por las células.

También sucede que muchos receptores en las células pueden verse como sistemas de transporte capaces de reconocer a ciertas moléculas, algunas con gran afinidad y especificidad. De esta forma, puede pensarse que las células y los organismos modificaron sus sistemas originales de transporte para dar lugar a los receptores y contar con la posibilidad de comunicarse entre sí y de ahí diseñar sistemas de control.

El sistema nervioso mismo reconoce como base un complicadísimo sistema de intercomunicación de las neuronas, pero que en último análisis tiene fundamentalmente la participación de un enorme número y tipo de sistemas de transporte y receptores.

Hay inclusive un tipo especial de receptores que son capaces de detectar la presencia de moléculas disueltas o volátiles y que se encuentran en células especializadas. Éstas son las células receptoras de los órganos de los sentidos; el olfato y el gusto también pueden considerarse resultado de la evolución de los sistemas de transporte, en los que la modificación de los antiguos acarreadores permitió desarrollar estas capacidades que en los animales han llegado a ser tan importantes.

 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/796512

http://www.kennedy.edu.ar/Deptos/Biopsicologia/biohuma_biopsi.htm