10 May
Composición y Funciones de la Membrana Plasmática
Proteínas en la Membrana
En la bicapa lipídica se encuentran incrustadas las proteínas de membrana, cuya proporción varía de una célula a otra.
- Las que se localizan en la superficie exterior o interior de la bicapa lipídica se denominan proteínas periféricas.
- Aquellas que atraviesan la bicapa lipídica son las proteínas integrales.
Mientras que la bicapa lipídica establece la estructura fundamental de la membrana, las proteínas desempeñan múltiples funciones, tales como:
- Receptores: Captan sustancias del medio y desencadenan respuestas intracelulares.
- Enzimas: Actúan como aceleradores de reacciones químicas.
- Transportadores, canales y bombas: Se encargan de permitir y regular el paso de sustancias a través de la membrana.
En ocasiones, las proteínas y los lípidos presentan carbohidratos unidos, formando glucoproteínas y glucolípidos, respectivamente.
Lípidos de Membrana y Fluidez
Los principales lípidos de la membrana son los fosfolípidos, glucolípidos y el colesterol. Todos ellos poseen carácter anfipático; es decir, presentan un doble comportamiento: una parte de la molécula es hidrófila (afín al agua) y otra parte es hidrófoba (repele el agua). Por esta razón, cuando se encuentran en un medio acuoso, se orientan formando una bicapa lipídica.
La membrana plasmática no es una estructura estática; sus componentes tienen la capacidad de moverse, lo que le confiere fluidez. Los movimientos que pueden realizar los lípidos son los siguientes:
- De rotación: La molécula gira en torno a su propio eje. Es un movimiento muy frecuente y contribuye a otros tipos de movimiento.
- De difusión lateral: Las moléculas se desplazan lateralmente dentro de la misma monocapa. Es el movimiento más común.
- Flip-flop: Movimiento de una molécula lipídica de una monocapa a la otra, facilitado por enzimas denominadas flipasas. Es el movimiento menos frecuente debido a que es energéticamente desfavorable.
- De flexión: Movimientos de las colas hidrófobas de los fosfolípidos.
La fluidez es una de las características más importantes de las membranas y depende de factores como:
- La temperatura: La fluidez aumenta con el incremento de la temperatura.
- La naturaleza de los lípidos: La presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorece el aumento de la fluidez. Por el contrario, el colesterol tiende a endurecer las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.
El Glicocálix
El glicocálix es una estructura compleja que recubre las células endoteliales del corazón, los vasos sanguíneos y los vasos linfáticos. Está constituido por:
- Proteoglicanos: Como el sindecán, glipicán y perlecán, considerados la columna vertebral de su estructura.
- Glicoproteínas: Caracterizadas por un número relativamente pequeño de residuos de azúcar y cadenas laterales de hidratos de carbono ramificadas.
- Componentes solubles: Como proteínas y proteoglicanos solubles.
Todos estos componentes contribuyen al funcionamiento y la estabilidad del glicocálix. La ausencia de alguno de ellos puede comprometer su función integral, alterando la permeabilidad endotelial y el flujo sanguíneo microcirculatorio.
Funciones del Glicocálix
- Participa en la regulación del flujo sanguíneo.
- Asegura las funciones metabólicas y hemodinámicas de los órganos.
- Protege la membrana citoplasmática.
Movimiento de Sustancias a Través de la Membrana Plasmática
Para vivir y crecer, las células necesitan recibir constantemente nutrientes y eliminar las sustancias de desecho antes de que estas se acumulen y causen daño. Asimismo, las células secretan sustancias que ellas mismas producen. Todos estos nutrientes, desechos y secreciones deben atravesar la membrana.
Permeabilidad Selectiva de la Membrana
La permeabilidad selectiva es una propiedad fundamental de la membrana celular.
- Se refiere a los mecanismos mediante los cuales las células regulan la entrada y salida de diversas moléculas e iones.
- Estos mecanismos son cruciales para que las células puedan cumplir con sus funciones vitales.
Existen diferentes clases de membranas según su permeabilidad: permeables, impermeables y semipermeables.
- La permeabilidad de las membranas varía según la sustancia.
- El estado físico, el tamaño y la polaridad de las moléculas son factores que regulan la velocidad de intercambio a través de la membrana.
Mecanismos Generales de Transporte
Existen tres formas generales mediante las cuales las sustancias atraviesan la membrana plasmática:
- Transporte pasivo (no requiere energía).
- Transporte activo (requiere energía).
- Transporte mediado por vesículas.
Transporte Pasivo
Es un proceso espontáneo de difusión de sustancias a través de la membrana, donde la célula no requiere energía para transportar las sustancias. Durante el transporte pasivo, las sustancias se mueven desde un medio de mayor concentración hacia uno de menor concentración, es decir, a favor de un gradiente de concentración. Un gradiente de concentración es una medida de la diferencia en la concentración de una sustancia entre dos regiones.
Son mecanismos de transporte pasivo la difusión simple, la ósmosis y la difusión facilitada.
Difusión Simple
En la difusión simple, si dos sustancias de diferente concentración se encuentran separadas por una membrana semipermeable, las moléculas de la sustancia (soluto) con mayor concentración atraviesan la membrana hacia la solución menos concentrada para igualar las concentraciones de soluto. Ejemplos de sustancias que atraviesan la membrana de esta forma son: el agua, el dióxido de carbono, el oxígeno, y moléculas solubles en lípidos como las vitaminas A, E y algunas hormonas esteroideas.
Ósmosis (un caso especial de difusión simple)
La ósmosis consiste en el paso del agua a través de una membrana semipermeable; es decir, la membrana permite el paso del agua, pero no de los solutos. El agua pasa desde una solución de menor concentración de solutos hacia otra de mayor concentración. El agua atraviesa la membrana de forma que se tienda a igualar las concentraciones de soluto a ambos lados.
Difusión Facilitada
La difusión facilitada es otro tipo de transporte pasivo. (El texto original la menciona como mecanismo de transporte pasivo sin proporcionar detalles adicionales sobre su funcionamiento específico).
Transporte Activo
El transporte activo se produce en contra del gradiente de concentración y, por lo tanto, requiere el consumo de energía, generalmente proporcionada por la molécula de ATP (adenosín trifosfato).
Este transporte se realiza con la ayuda de proteínas de transporte específicas, las cuales poseen dos sitios activos: uno para unirse a la molécula que será transportada y otro para la unión del ATP. El ATP cede energía a la proteína, provocando un cambio conformacional que mueve la molécula al otro lado de la membrana. Una vez liberada la molécula, la proteína de transporte recupera su forma original y puede repetir el proceso.
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