TEMA 15. TRANSPORTE CELULAR.
INTRODUCCIÓN.
Las membranas celulares tienen permeabilidad selectiva, pudiendo ser atravesadas sólo por
algunas moléculas. Así se puede mantener el medio interno constante (homeostasis) y en virtud
de la permeabilidad selectiva de cada membrana, establecer y mantener gradientes iónicos.
La membrana celular o bicapa lipídica es esencialmente impermeable a moléculas hidrofílicas,
cargadas o polares. Es totalmente permeable a gases como CO2, N2 y O2 y algunos pequeños
compuestos neutros polares como el etanol. Es ligeramente permeable a otros pequeños
compuestos neutros polares como la urea y el agua. Es impermeable a grandes moléculas
neutras polares como la glucosa y la fructosa, a iones como K+, Mg2+, Ca2+ , Cl-, HCO3- y HPO42-
y a compuestos cargados polares como aminoácidos, nucleótidos y proteínas.
El transporte de iones y moléculas hidrofílicas a las cuales la membrana es impermeable se
realiza mediante proteínas transportadoras insertadas en la membrana lipídica. Un ejemplo de
estas proteínas son las acuaporinas, importantes en el riñón, los eritrocitos y las vacuolas.
POTENCIAL ELECTROQUÍMICO.
El almacenaje de energía mediante un gradiente de una especie no iónica se denomina potencial
químico. Para calcular la energía libre de Gibbs requerida o generada en un proceso de paso de
especies no iónicas a través de una membrana se utilizan estas fórmulas.
ḠX(A) = Ḡo'X + R·T·ln[X]A ó µX(A) = µo'X + R·T·ln[X]A
ḠX(B) = Ḡo'X + R·T·ln[X]B ó µX(B) = µo'X + R·T·ln[X]B
ΔḠX(A-->B) = ḠX(B) - ḠX(A) = ΔµX(A-->B) = R·T·ln ([X]B/[X]A)
El almacenaje de energía mediante un gradiente de una especie iónica se denomina potencial
electroquímico. Para calcular la energía libre de Gibbs requerida o generada en un proceso de
paso de iones a través de una membrana se utilizan estas fórmulas.
µX(A) = µo'X + R·T·ln[X]A + z·F· Ψ(A) µX(B) = µo'X + R·T·ln[X]B + z·F· Ψ(B)
ΔµX(A-->B) = R·T·ln ([X]B/[X]A) + z·F·(Ψ(B) - Ψ(A)) = R·T·ln ([X]B/[X]A) + z·F·ΔΨ
Un gradiente iónico esencial para la célula es el potencial electróquímico de H+ (ΔµH+). La
fórmula para calcular la energía necesaria o liberada en el proceso de paso de H+ a través de una
membrana puede ser simplificada a partir de la fórmula general para especies iónicas.
ΔµH+(Ext-->Int) = R·T·ln ([X]Int/[X]Ext) + z·F·(Ψ(Int) - Ψ(Ext)) Ψ(Int) - Ψ(Ext) = ΔΨ ln --> log
ΔµH+(Ext-->Int) = 2,3·R·T·(-log[H+]Int + log[H+]Ext) + z·F·ΔΨ log[H]+ = -pH pHInt - pHE xt =
ΔpH z = 1
ΔµH+(Ext-->Int) = - 2,3·R·T·(pHInt - pHExt ) + z·F·ΔΨ ---> ΔµH+(Ext-->Int) = F·ΔΨ -
2,3·R·T·ΔpH
