Biología General V TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR 81
Libardo Ariel Blandón Londoño
Biología General TEMA V TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR Como habíamos dicho antes, toda célula para que pueda subsistir, debe estar embebida en un medio en solución acuosa; sea una célula individualizada como un protozoo o así haga parte de un tejido. El medio externo que contiene los fluidos es el FEC (fluido extracelular). Es importante anotar que dicho FEC es una solución compuesta dado que tiene diversos solutos disueltos en agua. El agua es el solvente universal. El comportamiento de la célula depende de la diferencia de concentraciones de los solutos que hay en el medio extracelular con respecto del interior de ella. Todo soluto tiende a mover los solventes hacia él, es decir la tendencia es que el solvente se dirige hacia el soluto atraído por él. En condiciones normales la concentración de solutos dentro de la célula debe ser más o menos igual a la del exterior de la célula, si aumenta el soluto en el FEC sale agua de la célula y si disminuye entonces entra agua, el solvente siempre se desplaza hacia el soluto. Los cambios pequeños y continuos de la concentración del FEC son los que mantienen la célula en acción. Las necesidades que tienen los seres vivos deben ser suplidas por el medio, esto permite que el ser vivo actúe, vaya hacia el alimento, copule o evite el peligro, la célula hace igual, responde a esos pequeños cambios que ocurren en el exterior de ella. Membranas En las células o en los tejidos de los seres vivos encontramos que las membranas son de suma importancia para el control en el ingreso o salida de sustancias. En el sentido conceptual existen tres tipos de membrana: Membrana impermeable: no deja pasar sustancias. Podemos decir que si no permite el paso del agua es impermeable al agua. Membrana permeable: deja pasar las sustancias. Decimos, entonces que si deja pasar el oxígeno es permeable al oxígeno. Una bolsa plástica delgada puede ser permeable al oxígeno, pero es impermeable al dióxido de carbono o al agua. Cuando compramos un pececito en un acuario nos lo empacan en una bolsa de plástico y le echan un buen nudo para que el agua no se nos riegue en el camino. El pez puede vivir allí en esas condiciones debido a las características de la bolsa plástica. 83
Libardo Ariel Blandón Londoño Membrana semipermeable: es la combinación de las dos anteriores: Dejan pasar unas sustancias y otras no. Este es el tipo de membranas que utilizan los seres vivos. Estas membranas son sistemas no vivos. Funcionan en condiciones físicas puramente, no importa que la célula o el tejido estén vivos o no. En los seres vivos hay una característica especial en este tipo de membranas; y es el carácter de Selectividad. Para que una membrana sea selectiva es necesario que la célula o el tejido estén vivos. La selectividad es el control que el ser vivo ejerce sobre una membrana semipermeable para que actúe cuando le convenga o no. El caso de un cadáver que es recuperado en un río, completamente hinchado, nos da muestras de que no hubo control en la absorción de agua por las células, no hubo selectividad. Un ser vivo en las mismas condiciones no se hincha debido a que hay selectividad o control en el ingreso de agua a las células o tejidos. 1. MEDIOS DE CONCENTRACIÓN Teniendo en cuenta los diferentes tipos de concentración en que puede estar una célula podemos concluir que: 1. Si colocamos una célula en un medio cuya concentración es igual a la de su interior, decimos que dicha célula está en un medio isotónico. La célula, en este caso se halla en condiciones normales y no ocurre nada anormal.
Biología General 2. Si colocamos una célula en un medio cuya concentración es mayor que la de su interior, decimos que dicha célula se halla en un medio Hipertónico. Si el medio externo tiene mayor concentración de soluto, el agua de la célula empieza a fluir hacia fuera buscando el equilibrio hasta igualar las concentraciones; si lo logra bien, pero si no lo logra, la célula sigue perdiendo agua hasta deshidratarse causándole la muerte. Este fenómeno se conoce como plasmólisis. Un ejemplo clásico es cuando echamos sal a una tajada de mango verde. Vemos cómo empieza a salir agua de las células del mango. O, cuando salamos la carne vemos como ésta se deshidrata y queda sumida en un charco de agua. 3. Si colocamos una célula en un medio cuya concentración es menor que su concentración interna, decimos que dicha célula está en un medio Hipotónico. Empieza a fluir agua hacia donde hay mayor concentración, hacia el interior de la célula en este caso. Si la célula empieza a absorber agua, se va hinchando lentamente hasta alcanzar el equilibrio entre las dos concentraciones. Si la diferencia entre las concentraciones es muy grande, el flujo de agua hacia dentro de la célula continúa hasta que la célula se revienta. Si esto ocurre, la célula se muere y el fenómeno se llama lisis. Cuando entra agua al interior de una célula, aumenta la presión interna: de dentro hacia fuera causando el aumento de tamaño. -En la misma forma que aumenta el volumen de una bomba de hule cuando la inflamos- Esta presión se llama presión de turgencia debido a que la célula se pone túrgida. 1 TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA El movimiento de sustancias que atraviesan la membrana puede clasificarse en dos tipos de transporte: Activo si gasta energía y pasivo si el movimiento de las partículas es espontáneo, sin gasto de energía (ATP). Cuando son solutos los que pasan a través de la membrana el fenómeno se llama diálisis, la que es espontánea si las partículas o moléculas son muy pequeñas, como ocurre con el paso de la glucosa. Pero puede ser activo si pasan moléculas muy grandes como proteínas o almidón. Un ejemplo es la filtración de la sangre en el glomérulo para la formación de la orina. Aquí la energía es tomada de la presión sanguínea. Cuando es el solvente el que atraviesa la membrana porque el soluto no puede hacerlo estamos ante un caso de transporte pasivo debido a que el fenómeno no gasta energía, el movimiento del agua es causado por el soluto que atrae el 85
Libardo Ariel Blandón Londoño agua hacia él. Cuando es el solvente el que atraviesa la membrana, el fenómeno se llama ósmosis, y la presión que ejerce el agua sobre dicha membrana al atravesarla se llama presión osmótica. Cuando un soluto o un solvente se difunden en un medio dado de una manera espontánea estamos frente a un caso de difusión, el movimiento se da desde donde hay mayor concentración hacia donde hay menor concentración. El fenómeno es un tipo de transporte pasivo debido a que no hay gasto de energía. Un ejemplo muy común es cuando dejamos esparcir humo en un recipiente cerrado; El humo se difunde espontáneamente en el espacio a través de un tiempo dado a partir del cual se logra el equilibrio y dicho equilibrio se consigue cuando las partículas están uniformemente esparcidas por todo el recipiente. ÓSMOSIS (http://www.chemistry.nmsu.edu/studntres/chem116/notes/osmosis.gif) Moléculas que atraviesan la membrana. Hacia dónde se dirigen las moradas? y las azules? La difusión es tan económica para los seres vivos que este es el mecanismo para transportar infinidad de sustancias. El paso de O2 del alvéolo a los capilares sanguíneos se da mediante la difusión debido a que en el alvéolo hay más concentración de Oxígeno y en el capilar hay menos concentración, por tanto salta espontáneamente y atraviesa la membrana. De igual modo sale el dióxido de carbono del capilar al alvéolo. Por diferencia de concentraciones pasa de donde hay mayor concentración a donde hay menor concentración. La eliminación de sustancias de la célula al FEC se da también por diferencia de concentraciones Es muy importante anotar que la concentración y la temperatura influyen de manera directa en la velocidad de difusión de las sustancias en el organismo. En un medio donde se incremente la temperatura, la velocidad es mayor, de igual
Biología General manera si se incrementa la concentración del soluto o de las partículas que se difunden la velocidad aumenta. Esto se ve reflejado en la acción de una droga en pacientes con fiebre o con hipotermia o la concentración de la misma y su acción inmediata. LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA 1. Qué diferencia hay entre una solución simple y una solución compuesta. 2. En qué consiste la concentración de una solución: que significa solución saturada, insaturada y sobresaturada. Explique. 3. Cómo explica usted el FEC, qué función cumple en un tejido celular. 4..cómo se clasifican las membranas, dé ejemplos de cada una. Explique el fenómeno de la selectividad de la membrana. 5. Utilizando el esquema sobre medios de concentración explique lo que ocurre en cada uno de los medios cundo variamos la concentración de dichos medios. 6. Qué diferencia hay entre transporte activo y transporte pasivo. 7. Explique, con sus propias palabras, los fenómenos de difusión, ósmosis y diálisis; dé ejemplos de cada uno. 8. En el esquema que explica la difusión, interprete el esquema y complete lo que ocurre con el CO2 cuando ingresa al alvéolo y el O2 cuando ingresa a la sangre.. 87
Libardo Ariel Blandón Londoño Esquema que explica el fenómeno de la difusión de moléculas entre el alvéolo y el torrente sanguíneo http://www.google.com.co/imgres?imgurl=http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios /BiologiaCurtis/Seccion%25207/41-