La membrana celular es una estructura semipermeable y selectiva que delimita y protege las células. Está compuesta por una bicapa lipídica y proteínas integrales y periféricas. La membrana permite el paso de sustancias a través de diferentes mecanismos de transporte como la difusión pasiva, el transporte activo que requiere energía, y la endocitosis y exocitosis para moléculas grandes.

1. Dra Jessica Matute
Transportes de Membrana

2.  Es una estructura delgada y elástica.
 Es una barrera semipermeable y selectiva para las moléculas que ingresan o salen de la
célula
 También denominada membrana plasmática o plasmalema
 Es una bicapa lipídica que delimita todas las células.
MEMBRANA CELULAR

3. BARRERA LIPÍDICA.
 Está conformada por una bicapa lipídica, a lo largo de esta lámina se intercambian
grandes moléculas de proteínas moleculares. La estructura de esta bicapa lipídica son
moléculas de Fosfolípidos. Una parte de cada una de las moléculas de fosfolípidos es
hidrosoluble o hidrofílica, mientras que la otra porción es soluble en grasas o hidrofóbica.
 Porción Hidrofóbica: Esta compuesta por ácidos grasos (lípidos). Son repelidas por el
agua, pero se atraen mutuamente entre sí, por lo que tienen una tendencia natural a
alinearse unas al lado de otras en el centro de la membrana.
 Porción Hidrofílica: Es la porción fosfato de los fosfolípidos y cubren las dos superficies en
contacto con el agua circundante.
 La bicapa lipídica de la membrana es una barrera fundamental impermeable a las
sustancias habitualmente hidrosolubles como los iones, la glucosa y la urea; por otro
lado, las sustancias solubles en grasa, como el oxígeno, el dióxido de carbono y el alcohol,
pueden atravesar la membrana con facilidad.
MEMBRANA CELULAR

4.  Existen 2 tipos de proteínas: las proteínas integrales y las periféricas, muchas de las
cuales son glucoproteínas.
 Proteínas Integrales:
 Proporcionan canales estructurales (poros) a través de los cuales pueden difundir las
sustancias hidrosolubles, en especial los iones, entre los líquidos extracelular e
intracelular.
 Estos canales proteicos tienen además propiedades selectivas que determinan la
difusión preferente de unas sustancias sobre otras.
 Otras proteínas integrales actúan como proteínas transportadoras para llevar
sustancias en sentido opuesto a su sentido natural de difusión, lo cual se denomina
"transporte activo".
 Otras actúan como enzimas
Proteínas Periféricas:
 Estas proteínas se encuentran siempre o casi siempre en la cara en la cara interna de la
membrana y habitualmente están ancladas a una de las proteínas integrales. Estas
proteínas periféricas funcionan casi exclusivamente como enzimas o como otro tipo de
reguladores de la función intracelular.
MEMBRANA CELULAR

5. Funciones Membrana Celular
 Delimita y protege las células
 Es una barrera selectivamente permeable, ya que impide el libre
intercambio de materiales de un lado a otro, pero al mismo tiempo
proporcionan el medio para comunicar un espacio con otro
 Permite el paso o transporte de solutos de un lado a otro de la célula, pues
regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula
siguiendo un gradiente de concentración
 Poseen receptores químicos que se combinan con moléculas específicas
que permiten a la membrana recibir señales y responder de manera
específica, por ejemplo, inhibiendo o estimulando actividades internas
como el inicio de la división celular, la elaboración de más glucógeno,
movimiento celular, liberación de calcio de las reservas internas, etc.

6.  Es la facilidad de las moléculas para atravesarla.
 Esto depende principalmente de la carga eléctrica y, en menor medida, de la masa
molar de la molécula. Moléculas pequeñas o con carga eléctrica neutra pasan la
membrana más fácilmente que elementos cargados eléctricamente y moléculas
grandes.
La permeabilidad depende de los siguientes factores:
 Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas
hidrófobas, no polares).
 Tamaño: Sólo un pequeño número de moléculas polares de pequeño tamaño pueden
atravesar la capa de fosfolípidos.
 Carga: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones
normales, a través de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias cargadas
pueden pasar por los canales proteicos o con la ayuda de una proteína
transportadora.
Membrana Celular: Permeabilidad

7.  El transporte celular es el intercambio de sustancias entre
el interior celular y el exterior a través de la membrana
plasmática.
 El proceso de transporte es importante para la célula
porque le permite expulsar de su interior los desechos del
metabolismo, también sustancias que sintetiza como
hormonas y además, es la forma en que adquiere
nutrientes del medio externo, gracias a la capacidad de la
membrana celular de permitir el paso o salida de manera
selectiva de algunas sustancias.
TRANSPORTES DE MEMBRANAS

8.  Por la selectividad de membrana, una característica de las membranas
celulares que permite la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de
otras.
 Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están
mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos
especializadas en el transporte de moléculas concretas.
 Termodinámicamente, el flujo de sustancias de un compartimiento a otro
puede realizarse a favor o en contra de un gradiente, ya sea de
concentración, o electroquímico.
 Si el intercambio de sustancias se realiza a favor del gradiente, esto es, en
el sentido de los potenciales decrecientes, el requerimiento de energía
externo al sistema es nulo; si, en cambio, el transporte se hace en contra
del gradiente, se requiere el aporte de energía
Transporte de Membrana

9. TRANSPORTES DE MEMBRANAS

10. TRANSPORTES DE MEMBRANAS

11. Transporte Pasivo

12. Transporte Pasivo
 El transporte pasivo permite el paso de moléculas a través de la membrana
plasmática sin que la célula gaste energía, debido a que va a favor del
gradiente de concentración o del gradiente de carga eléctrica.
 El transporte de sustancias se realizan mediante la bicapa lipídica o
los canales iónicos, e incluso por medio de proteínas integrales.
Hay cuatro mecanismos de transporte pasivo:
 Ósmosis:
 Difusión simple
 Difusión facilitada

13. Osmosis
 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 el punto en que hay menor
concentración de soluto al de mayor concentración para igualar
concentraciones en ambos extremos de la membrana bicapa
fosfolipidica.
 La función de la ósmosis es mantener hidratada a la membrana
celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía.

14. 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.

16. Difusión Simple/Tipos:
 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 simple a través de la bicapa .Así entran moléculas lipídicas como
las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos
liposolubles. Y sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno
atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el
agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por
difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis.

18. Difusión Facilitada
 Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de
los canales de la membrana y demasiado hidrofílicos para poder difundir a
través de la capa de fosfolípidos y colesterol. Tal es el caso de la fructuosa y
algunos otros monosacáridos.
 Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática
mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína
transportadora.
 En el primer paso, la glucosa se une a la proteína transportadora, y esta
cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tan pronto como la
glucosa llega al citoplasma, una quinasa (enzima que añade un grupo
fosfato a un azúcar) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta
forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la célula son
siempre muy bajas, y el gradiente de concentración exterior → interior
favorece la difusión de la glucosa.

19. Difusión Facilitada
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.

20. Transporte Activo

21.  El transporte ocurre en contra del gradiente de concentración y, por lo tanto, la célula
requiere de un aporte energético
 En el transporte activo participan proteínas transportadoras, que reciben el nombre de
"bombas", y que se encuentran en la membrana celular, cuya función es permitir el
ingreso de la sustancia al interior o exterior de la célula.
La célula utiliza transporte activo en tres situaciones:
 cuando una partícula va en contra del gradiente de concentración.
 cuando las partículas necesitan la ayuda en la membrana porque son selectivamente
impermeables.
 cuando las partículas muy grandes incorporan y salen de la célula.
Transporte Activo

22. Transporte Activo
 El transporte activo de moléculas a través de la membrana celular se realiza en
dirección ascendente o en contra de un gradiente de concentración (Gradiente
químico) o en contra un gradiente eléctrico de presión (gradiente electro-químico), es
decir, es el paso de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy
concentrado.
 Las proteínas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que significa
que pueden escindir el ATP (Adenosin Tri Fosfato) para formar ADP (dos Fosfatos) o
AMP (un Fosfato) con liberación de energía de los enlaces fosfato de alta energía.
Comúnmente se observan tres tipos de transportadores:
 Uniportadores: son proteínas que transportan una molécula en un solo sentido a
través de la membrana.
 Antiportadores: incluyen proteínas que transportan una sustancia en un sentido
mientras que simultáneamente transportan otra en sentido opuesto.
 Simportadores: son proteínas que transportan una sustancia junto con otra,
frecuentemente un protón (H+).

24. Transporte Activo Primario
 La energía derivada del ATP o de algún fosfato de alta energía, directamente empuja
a la sustancia para que se cruce la membrana modificando la forma de al proteínas
de transporte (bomba) de la membrana
Bomba de sodio y potasio
 Se encuentra en todas las células del organismo, en cada ciclo consume
una molécula de ATP y es la encargada de transportar
2 iones de potasio que logran ingresar a la célula, al mismo tiempo bombea
3 iones de sodio desde el interior hacia el exterior de la célula (exoplasma),
ya que químicamente tanto el sodio como el potasio poseen cargas
positivas.
 El resultado es ingreso de 2 iones de potasio (Ingreso de 2 cargas
positivas) y regreso de 3 iones de sodio (Egreso de 3 cargas positivas), esto
da como resultado una perdida de la electropositividad interna de la célula,
lo que convierte a su medio interno en un medio "electronegativo con
respecto al medio extra celular".

25.  O Cotransporte.
 Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular tales
como los aminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del
gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular (como el gradiente
producido por el sistema glucosa/sodio del intestino delgado).
 Por consiguiente, estos iones tienen tendencia a entrar de la célula a través de los poros y
esta energía potencial es aprovechada para que otras moléculas, como la glucosa y los
aminoácidos, puedan cruzar la membrana en contra de un gradiente de concentración.
 Tal transporte puede ser en la misma dirección (simporte) o en direcciones contrarias
(antiporte).
Transporte Activo Secundario

27. Transporte Masa Molecular
Mayor

28.  Las macromoléculas o partículas grandes se introducen o expulsan
de la célula por dos mecanismos:
 Los mecanismos ya mencionados, no permiten el ingreso de
grandes moléculas como proteínas o polisacáridos, es por esto que
existen otros mecanismos de transporte que si lo hacen como la
endocitosis y exocitosis.
 La endocitosis y la exocitosis, consideran una participación activa
de la membrana, ya sea cuando se incorporan o eliminan grandes
moléculas, necesitan de un aporte energético en forma de ATP.
Transporte en Masa

29.  Es el proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior
moléculas grandes o partículas, este proceso se puede dar por
evaginación, invaginación o por mediación de receptores a través de
su membrana citoplasmática, formando una vesícula que luego se
desprende de la pared celular y se incorpora al citoplasma.
 Esta vesícula, llamada endosoma, luego se fusiona con un lisosoma
que realizará la digestión del contenido vesicular.
Existen tres procesos:
 Fagocitosis
 Pinocitosis:
 Endocitosis mediante un receptor
Endocitosis

30.  Fagocitosis: en este proceso, la célula crea una proyecciones de la membrana y el citosol
llamadas pseudopodos que rodean la partícula sólida. Una vez rodeada, los pseudopodos
se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica o
fagosoma. El material sólido dentro de la vesícula es seguidamente digerido por enzimas
liberadas por los lisosomas. EJ: Los glóbulos blancos
 Pinocitosis: en este proceso, la sustancia a transportar son gotitas de líquido extracelular.
No es selectiva. En este caso, no se forman pseudópodos, sino que la membrana se
repliega creando una vesícula pinocítica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido
procesado, la membrana de la vesicula vuelve a la superficie de la célula.
 Endocitosis mediante un receptor : este es un proceso similar a la pinocitosis, con la
salvedad que la invaginación de la membrana sólo tiene lugar cuando una determinada
molécula, llamada ligando, se une al receptor existente en la membrana. Una vez formada
la vesícula endocítica está se une a otras vesículas para formar una estructura mayor
llamada endosoma. Dentro del endosoma se produce la separación del ligando y del
receptor. EJ: Ligandos son hormonas, anticuerpos, lipoproteinas
Endocitosis

32.  La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el
citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su
contenido.
 La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la
función de excreción como en la función endocrina.
 También interviene la exocitosis encargada de la secreción de un
neurotransmisor a la brecha sináptica, para posibilitar la propagación del
impulso nervioso entre neuronas.
Exocitosis