1. Universidad Alas Peruanas
Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental
Curso de Biología General
SEMANA 6
TRANSPORTE CELULAR
Edgard M arín S ánchez
Biólogo, Ms.C.

2. La membrana plasmática es una barrera selectivamanete permeable (semipermeable).
Esta permeabilidad asegura que las moléculas esenciales como la glucosa, aminoácidos y
lípidos entren rápidamente en la célula, que los cmouestos intermediarios queden retenidos
en al célula y que los compuestos de deshecho dejen la célula.
La permeabilidad de la membrana depende de varios factores:
* Tamaño de las moléculas * Liposolubilidad
* Presencia de canales y transportadores * Carga

3. TRANSPORTE A TRAVÉS DE
LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS
Las membranas celulares tienen una
permeabilidad mucho mayor a iones
y moléculas polares grandes que una
bicapa de fosfolípidos.
• La razón es que varias de las
proteínas integrales de membrana
constituyen vías específicas de
transporte para iones y moléculas
polares y agua que facilitan su paso:
Transporte Facilitado
• En las membranas los principales
tipos de proteínas de membrana que
facilitan el transporte de iones y
moléculas polares son: los canales
de iones y de agua, los transporta-
dores y las bombas iónicas.
•A través de las proteínas transporta-
doras los solutos se pueden
transpor-tar a favor de su gradiente
electro-químico (difusión facilitada) o
en contra del mismo (transporte
activo).

4. TRANSPORTE PASIVO
Las sustancias difunden espontáneamente debido a su gradiente
de concentración. La célula no gasta energía.

5. LA DIFUSIÓN
Una sustancia difunde desde una región de mayor
concen-tración hacia una región donde está menos
concentrada.
La difusión bajo el gradiente de concentración lleva a un
equilibrio dinámico, las moléculas de soluto continuan
atravesando la membrana, pero a una tasa igual en
ambas direcciones.
Las moléculas deben ser pequeñas y no
polares para que se muevan a través de
la membrana Ej. Difusión de gases (O2 y
CO2) en los eritrocitos

6. Difusión Facilitada
Este tipo de transporte se hace siempre a favor del
gradiente electroquímico, y las proteínas transporta-
doras son las permeasas.
En la difusión facilitada la velocidad de transporte
aumenta rápidamente con la diferencia de concen-
traciones, pero se llega a un tope cuando todas las
proteínas transportadoras están saturadas.
PERMEASAS:
Transportador
GluT1

7. ISOFORMAS NUMERO DE Km (mM) MONOSACARIDOS LOCALIZACION EN LOS FUNCION
AMINOACIDOS QUE TRANSPORTA TEJIDOS
GLUT 1 664 1,6 Glucosa, galactosa Eritrocitos, barreras Ingreso basal de
hematooencefálica glucosa
placentaria y de la retina,
astrocito, nefrona
GLUT 2 522 17 Glucosa, galactosa, Células β pancreáticas, Sensor de glucosa en
fructosa hígado, intestino delgado, páncreas, transporte de
nefrona proximal glucosa en la membra-
na basolateral de
intestino y riñón
GLUT 3 596 2 Glucosa, galactosa Cerebro, placenta hígado, Ingreso basal de
riñón y corazón glucosa
GLUT 4 509 5 Glucosa Músculo esquelético y Ingreso de glucosa
cardíaco, tejido adiposo estimulado por insulina
GLUT 5 501 No Fructosa. No muestra Yeyuno, espermatozoides, Transporte de fructosa
aplica afinidad por glucosa riñón, células de la
microglia
GLUT 6 507 Glucosa Cerebro, bazo y leucocitos Ingreso de glucosa
estimulada por insulina
GLUT 8 477 Glucosa Testñiculos y placenta Ingreso de glucosa
GLUT 9 540 - Glucosa Riñón e hígado Ingreo de glucosa
GLUT 10 541 - Glucosa Hígado y páncreas Ingreo de glucosa

8. CANALES DE IONES
• Son proteínas integrales plegadas formando un
poro a través del que se transportan iones.
El tamaño del poro y la densidad de cargas en su
interior determinan su selectividad a los iones.
• Pueden estar en un estado conformacional no
conductor (cerrado) o conductor (abierto).
• Su apertura o cierre puede estar regulada por
factores físicos (voltaje, tensión mecánica) o
químicos (iones, neurotransmisores, hormonas,
poro
fosforilación, etc.).
• Pueden estar constituidos por una o varias Na+
cadenas polipeptídicas. + H2O
• En el estado abierto, transportan 107 a 108
iones/s,
Están involucrados en procesos fisiológicos
como conducción del impulso nervioso, secre-
compuerta
ción celular, regulación del volumen celular,
apertura de estomas, quimiotaxis, etc.

9. Hay dos tipos de canales iónicos:
- Los canales de filtración, siempre están abiertos. Ej. canales para iones K+.
- Los canales de compuerta, se abren y cierran
en
respuesta a algún tipo de estímulo.
Según el estímulo pueden ser:
1. Canal iónico de voltaje, se abre en respuesta a
un cambio en el potencial de membrana (voltaje).
2. Canal iónico de compuerta mecánica, se abre
y cierra en respuesta a estímulos como las
vibraciones (ondas sonoras), presión (contacto
físico) o estiramiento de tejidos.

10. 3. Canal iónico de ligandos, se abre y cierra en respuesta a un estímulo químico específico.
Entre ligandos químicos extracelulares se encuentran los neurotransmisores como: GABA,
acetilcolina, glutamato. Ligandos intracelulares = Ca2+, nucleótidos cíclicos…
Activación directa Activación indirecta

11. Canales de agua o aquaporinas
En las células el agua se transporta a través de proteínas de membrana específicas
llamadas canales de agua o aquaporinas.
Están presentes en células animales (eritrocitos y células epiteliales renales) y forman
poros selectivos al agua, excluyendo iones y otras moléculas orgánicas polares de bajo PM.
La permeabilidad al agua aumenta de 1×10-3 cm/s a 2×10-2 cm/s.
Los canales están formados por
homotetrámeros de subunidades de
28 kDa c/u con seis hélices α que
forman tres pares de homólogos.
Las moléculas de agua se moverían
en fila india: cinco a nueve
moléculas de agua ocuparían la vía
del transporte.

12. OSMOSIS
La ósmosis se puede entender considerando los efectos de diversas concentraciones de
agua en los eritrocitos. Si un eritrocito se coloca en una solución hipotónica, que tiene una
baja concentración de soluto, las moléculas de agua entran en la célula más rápido de lo que
ella pueda salir, causando que el eritrocito se hinche y en forma eventual estalle (hemólisis).
Si el eritrocito es colocado en una solución hipertónica que tiene una mayor concentración de
soluto, las moléculas de agua se mueven hacia el exterior, ésta situación causa que las
células se contraigan (crenación).

13. TRANSPORTE ACTIVO
Una proteína transporta o mueve sustancias a través de la membrana en contra
de su gradiente de concentración. Requiere gasto de Energía, usualmente ATP.

14. TRANSPORTE ACTIVO
BOMBAS IÓNICAS O ATPASAS TRANSPORTADORAS DE IONES
En las membranas celulares existen proteínas integrales que transportan activamente
iones y que usan la energía libre de hidrólisis del ATP como fuente de energía: bombas
iónicas o ATPasas transportadoras de iones.
Se encuentran en las membranas plasmáticas de células animales, vegetales y bacterias y
en membranas de organelos (mitocondrias, vacuolas, endosomas, etc.).
Existen tres tipos de bombas iónicas: ATPasas de membrana tipo P, tipo V y Tipo F, que
se diferencian por su estructura molecular así como por el mecanismo de transporte activo.

15. ATPASAS DE MEMBRANA TIPO P
Están presentes en las membranas plasmáticas de células eucarióticas (bomba de Na+/K+
y bomba de Ca2+, en células del estómago: bomba H+/K+) y en organelos como retículo
endoplásmico (bomba de Ca2+ en células musculares). Están formadas por una o dos
cadenas polipeptídicas y durante el ciclo de transporte forman un intermediario fosforilado.

16. Bomba de sodio o Na+-K+-ATPasa
Es la más estudiada de las bombas tipo P. Está presente en las membranas plasmáticas de las
células animales y mantiene los gradientes de concentración de Na+ y K+ entre la célula y el
medio extracelular.
Transporta 3 iones Na+ hacia el espacio extracelular y 2 K+ hacia el citosol utilizando una
molécula de ATP por cada ciclo de transporte.

17. Bombas de Ca o Ca2+-ATPasas
Las bombas de Ca o Ca2+-ATPasas al igual que la bomba de Na pertenecen grupo de ATPasas
de membrana tipo P.
Están presentes en la membrana plasmática y en organelos como retículo endoplásmico y
sarcoplásmico (SERCA) y el aparato de Golgi. Las SERCAs están constituídas por una sola
cadena polipeptídica de 110 kDa.

18. • Bombas de Ca2+ remueven Ca2+ del citosol después de los eventos de señalización.
– La concentración de Ca2+ citosólico es muy baja (10-7 M) en comparación con el Ca2+
extracelular (10-3M)
– El mantenimiento del gradiente de Ca2+ es esencial para la señalización celular
• En cada ciclo catalítico se transportan 2 iones Ca2+ por cada ATP hidrolizado.

19. ATPasas de membrana tipo V
Están presentes en las membranas plasmáticas (osteoclastos y células tubulares renales)
membranas de vacuolas y en organelos como lisosomas, endosomas, bombean
electrogenicamente H+ desde el citosol al lumen del organelo.
Están compuestas de dos partes. Una parte hidrofóbica integral en la membrana (V0)
formada por varias copias del proteolípido c y una de a y que constituye la vía de
transporte de protones.
Una cabeza (V1) hidrofílica que está orientada hacia el citoplasma y donde se realiza la
hidrólisis del ATP.

20. ATPasas de membrana tipo F (F0F1)
Están presentes en las membranas plasmáticas de las bacterias,
en la membrana tilacoidal y en la membrana interna de las
mitocondrias.
Catalizan la reacción de síntesis de ATP (∆G > 0) a partir de
ADP y Pi.
La energía proviene del gradiente de potencial electroquímico de
protones (H+) a través de la membrana generado por la actividad
de la cadena transportadora de electrones. Es decir, actúan como
ATP sintetasas.
Al igual que las ATPasas tipo V están formadas por dos
dominios : F1 y F0
El complejo integral F0 contiene tres tipos de subunidades a, b y c
y contiene el canal a través del que se transportan los protones.

21. SUPERFAMILIA ABC
Están presentes en las membranas
plasmáticas de las bacterias (transporta
aminoácidos, azúcares y péptidos), en la
membrana plasmática de mamíferos
(transporta fosfolípidos, pequeñas drogas
lipofílicas, colesterol y moléculas pequeñas).
Proteína CFTR (Cystic fibrosis
transmembrane conductance regulator).
La proteína CFTR se halla involucrada en el
transporte de Cl- a través de la membrana
plasmática, y cuando es defectuosa se origina
la fibrosis quística. Dado que el transporte de Cl-
a través de la CFTR se bloquea, disminuye el
anión en la luz de los conductos afectados y,
por consecuencia, disminuye también el catión
Na+; y finalmente, la menor concentración de
estos iones determina que el agua se retire y
ello aumenta la viscosidad de las secreciones.

22. Proteína de resistencia a multifármacos (MDR).
• La proteína MDR (multidrug resistance), se encuentran normalmente en las membranas de
muchos tipos celulares. Han sido identificados en la membrana del retículo endoplasmático,
peroxisomas y membrana mitocondrial interna.
• Aparecen en gran número en la membrana plasmática de varias clases de células
cancerosas, a las que les confieren una indeseada resistencia contrra algunas drogas
citotóxicas. Ello es debido a que las MDR bombean esas drogas fuera de las células
cancerosas, lo que hace que éstas se vuelvan resistentes a la quimioterapia.
• Se ha observado un aumento de proteínas MDR en los linfocitos infectados por el virus tipo I
de la inmunodeficiencia adquirida (HIV-1), lo que contribuiría a su resistencia a drogas
antivirales como la AZT.
• También se produce un incremento de
MDR en la membrana plasmática de
las células de algunos parásitos, que
por tal motivo se hacen resistentes a
las drogas antiparasitarias; p.ej., el
Plasmodium falciparum desarrolla re-
sistencia a cloroquina, primaquina, et..

23. TRANSPORTE SIMPORT: COTRANSPORTE
Generado el gradiente de soluto (ej. Gradiente de Na) puede ser usado para transportar en
contra del gradiente de una segunda molécula – transporte activo secundario.
La tendencia de los iones sodio a regresar por la membrana plasmática apical en favor del
gradiente de concectración la “aprovechan” las células epiteliales para impulsar el
cotransporte de moléculas de glucosa al interior de la célula contra un gradiente de
concentración.
La proteína transportadora, llamada cotransportador de Na+/glucosa (SGLT), permite la unión
de dos iones sodio y una molécula de glucosa.

24. TRANSPORTE ANTIPORT: CONTRATRANSPORTE
En la membrana plasmática de la mayoría de células poseen un tipo de antiportador o más .
Estos acoplan el movimiento de un ión cotransportado (a menudo Na+), a favor de su gradiente
electroquímico con el movimiento de una molécula diferente en la dirección opuesta en contra de
un gradiente de concentración.
En las células musculares cardiacas, por ejemplo, antiportador Na+/Ca++ (tres iones sodio
propulsan la salida de un ión calcio).
En eritrocitos, la proteina AE1, que cataliza el intercambio uno por uno de Cl- y HCO3.

25. Control del volumen celular.
a. La célula es colocada en un medio hipertónico. Las células responden a la pérdida de
agua activando antiportadores Na+/H+, Cl-/HCO3- y simportadores Na+/K+/2Cl- que
llevan cloruro de potasio y cloruro de sodio dentro de la célula.
b. La célula es colocada en un medio hipotónico. Las células responden a la turgencia
activando canales K+, Cl- y simportadores K+/Cl-, llevando cloruro de potasio y agua
fuera de la célula

26. GRACIAS

27. EXAMEN
PARCIAL

28. EDGARD H. MARÍN SÁNCHEZ
Biólogo, Ms.C.
Universidad Alas Peruanas (UAP)
Trujillo, Perú.
email: edmarin.uap@hotmail.com