Profesor Edgar Guerra Toribio 1
Propiedades de la membrana celular, canales iónicos y fuerzas eléctricas y químicas
que mueven los iones
La membrana celular, que cubre la célula, es una estructura elástica, fina y flexible que tiene
un grosor de tan sólo 7,5 a 10 nm.
Está formada casi totalmente por proteínas y lípidos, con una composición aproximada de un
55% de proteínas, un 25% de fosfolípidos, un 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos y un
3% de hidratos de carbono.
Cada célula se encuentra rodeada por una membrana plasmática que la separa del medio
extracelular. La mayor parte de las membranas biológicas presentan ciertas características
comunes. Su estructura básica consiste en una bicapa lipídica, una película fina de doble capa
de lípidos, cada una de las cuales contiene una sola molécula de grosor y rodea de forma
continua toda la superficie celular. En esta película lipídica se encuentran intercaladas
grandes moléculas proteicas globulares.
La bicapa lipídica básica está formada por moléculas de fosfolípidos.
Un extremo de cada molécula de fosfolípido es soluble en agua, es decir, es hidrófilo,
mientras que el otro es soluble sólo en grasas, es decir, es hidrófobo. El extremo fosfato del
fosfolípido es hidrófilo y la porción del ácido graso es hidrófoba.
Como las porciones hidrófobas de las moléculas de fosfolípidos son repelidas por el agua,
pero se atraen mutuamente entre sí, tienen una tendencia natural a unirse unas a otras en la
zona media de la membrana.
Las porciones hidrófilas de fosfato constituyen entonces las dos superficies de la membrana
celular completa que están en contacto con el agua intracelular en el interior de la membrana
y con el agua extracelular en la superficie externa.
La capa lipídica de la zona media de la membrana es impermeable a las sustancias
hidrosolubles habituales, como iones, glucosa y urea. Por el contrario, las sustancias
hidrosolubles, como oxígeno, dióxido de carbono y alcohol, pueden penetrar en esta porción
de la membrana con facilidad.
Transporte activo
El transporte a través de la membrana celular, ya sea directamente a través de la bicapa
lipídica o a través de las proteínas, se produce mediante uno de dos procesos básicos: difusión
o transporte activo.
Ninguna cantidad neta de una sustancia puede difundirse contra un «gradiente
electroquímico", que es la suma de todas las fuerzas de difusión que actúan en la membrana:
las fuerzas causadas por la diferencia de concentración, la diferencia eléctrica y la diferencia
de presión.
En ocasiones se precisa una gran concentración de una sustancia en el líquido intracelular,
aunque la concentración en el líquido extracelular sea mínima. Esto es así, por ejemplo, para
los iones potasio. Y a la inversa, es importante mantener muy bajas las concentraciones de
otros iones en el interior de la célula, aunque sus concentraciones en el líquido extracelular
sean altas.
Esto es especialmente cierto para los iones sodio. Ninguno de estos dos efectos se podría
producir por difusión simple, ya que ésta equilibra las concentraciones en los dos lados de la
membrana.
