Transporte Pasivo

Transporte Pasivo

El transporte pasivo es un movimiento de sustancias bioquímicas, atómicas o moleculares a través de membranas de la célula sin necesidad de sobrecarga de energía. A diferencia del transporte activo, no requiere una entrada de energía celular, porque es un cambio conducido por el crecimiento de la entropía del sistema. El índice de transporte pasivo depende de la permeabilidad de la membrana de la célula, la cual, depende de la organización y características de los lípidos y proteínas de la membrana. Las cuatro clases principales de transporte pasivo son difusión simple, difusión facilitada, filtración y ósmosis.

Difusión simple

La difusión es el movimiento neto de material sólido, de un área de concentración alta a un área con concentración más baja. La diferencia de la concentración entre las dos áreas es a menudo denominada como gradientes de concentración, y la difusión continuará hasta que este gradiente haya sido eliminado. 

Desde que la difusión mueve materiales de un área de concentración más alta a otra más baja, está descrito como moviendo solutos "a favor del gradiente de concentración" (el transporte activo, mueve material de un área de concentración baja a otra área de concentración más alta, y por tanto es referido como moviendo el material "contra el gradiente de concentración"). Difusión simple y ósmosis son similares.

 La difusión simple es el movimiento pasivo de soluto, de una zona de concentración alta a una de concentración más baja, hasta que la concentración del soluto es uniforme en todas partes y alcanza el equilibrio. 

En cambio, la ósmosis específicamente describe el movimiento del agua (no del soluto) a través de una membrana hasta que hay una concentración igual de agua y soluto en ambos lados de la membrana. Difusión simple y ósmosis son formas de transporte pasivo y no requieren de la energía de ATP de la célula.

Difusión facilitada

La difusión facilitada, también llamada difusión mediada por transportador, es el movimiento de moléculas a través de la membrana de la célula, mediado por proteínas de transporte especiales que están dentro de la membrana celular. Muchas moléculas, como la glucosa, son insolubles en lípidos y demasiado grandes para pasar a través de los poros de membrana. 

Por tanto, se unirán con sus proteínas transportadoras específicas, y este complejo entonces será unido a un sitio de receptor y movido a través de la membrana celular. La difusión facilitada es un proceso pasivo: los solutos se mueven abajo el gradiente de concentración y no utilizan energía celular extra para moverse.

Filtración

Filtración es el movimiento de agua y moléculas de soluto a través de la membrana de la célula debido a la presión hidrostática generada por el sistema cardiovascular. Dependiendo del tamaño de los poros de membrana, solamente los solutos de cierta medida pueden pasar a través de ellos. Por ejemplo, los poros de membrana de la cápsula de Bowman en los riñones son muy pequeños, y solamente las albúminas las proteínas más pequeñas, tienen la posibilidad de ser filtradas a través de ellos. Por otro lado, los poros de membrana de las células del hígado son extremadamente grandes, permitiendo a toda una variedad de solutos pasar a través de ellos y ser metabolizados.

Ósmosis

Ósmosis es el movimiento de las moléculas de agua a través de una membrana permeable selectiva. Es el movimiento neto de moléculas de agua a través de una membrana parcialmente permeable, desde una solución de potencial de agua alto hacia un área de potencial de agua bajo. Una célula con un potencial de agua menos negativo atraerá agua pero esto depende también de otros factores como potencial de soluto (presión en la célula p. ej. moléculas de soluto) y potencial de presión (presión externa p. ej. pared de célula).

El transporte pasivo es un movimiento aleatorio de las moléculas a través de los espacios de la membrana o en combinación con proteínas transportadoras, durante el cual no hay gasto de energía (ATP), debido a que estas moléculas se mueven a favor del gradiente de concentración o a favor del gradiente electroquímico, es decir, de mayor a menor concentración o de mayor a menor carga eléctrica.

Se distinguen tres tipos de transporte pasivo: difusión simple, difusión facilitaday osmosis.

Difusión simple

Algunas moléculas pequeñas y sin carga eléctrica atraviesan la bicapa lipídica a favor del gradiente de concentración. Por ejemplo, O₂, N₂, CO₂, alcohol (etanol), urea, entre otras. La difusión finaliza cuando se igualan las concentraciones en ambos compartimentos. 

Por ejemplo, si aplicas desodorante ambiental en aerosol en un sector de la sala, al cabo de un tiempo notarás que en toda la sala se puede sentir su aroma. Esto ocurre debido a que hubo un movimiento específico y direccional del compuesto gaseoso hasta que logró un equilibrio. En las células ocurre un proceso similar, pero en ellas la difusión se produce a través de la membrana plasmática.

Difusión facilitada

Las moléculas que no pueden atravesar directa y libremente la bicapa lipídica, a pesar de que su gradiente de concentración es favorable, son transportadas a través de proteínas transmembrana. Gracias a este proceso, moléculas hidrofilicas, iones, aminoácidos, glucosa, entre muchas otras, traspasan la membrana plasmática de un lado a otro.

Las proteínas transportadoras se encuentran en la membrana plasmática y en la membrana de los organelos. Estas pueden ser de dos tipos:

Canales iónicos. Están constituidos por proteínas que forman canales o poros a través de las bicapas lipídicas y por ellas se transportan iones, como el sodio (Na⁺), cloruro (CI^-), potasio (K⁺), entre otros. Los canales iónicos no son orificios en la membrana plasmática, son proteínas que modifican su permeabilidad. Por ejemplo, para que se genere el impulso nervioso, se requiere la modificación transitoria de la permeabilidad de la membrana plasmática. Para ello, es necesario que se abran los canales de Na⁺ y que ingrese este ion al medio intracelular.

Transportadores. Estas proteínas también son llamados carrier, que en español significa transportador. Para poder llevar a cabo el transporte, estas proteínas experimentan un cambio conformacional, es decir, la proteína cambia su forma. Esta modificación de su estructura hace que la velocidad de transporte sea menor al del canal iónico.

Osmosis

Es un caso especial de difusión simple por el cual se transportan moléculas de agua, a través de una membrana, desde una zona de menor concentración de solutos a otra de mayor concentración. De esta manera se genera una distribución diferente de los volúmenes de agua a ambos lados de la membrana.

El agua atraviesa la membrana mediante proteínas transmembrana, llamadas genéricamente acuaporinas, por donde el agua ingresa o sale de la célula. Sin embargo, debido a que la molécula de agua es polar y de pequeño tamaño, este movimiento se realiza también mediante los espacios que quedan entre los fosfolípidos de la bicapa producto de su movimiento y el de las proteínas.

Cuando una membrana es impermeable a un soluto, o sea, el soluto no puede atravesar la membrana, las concentraciones de ambos ambientes se igualan por medio de la difusión de agua; en otras palabras, por osmosis. En el citoplasma de todas las células el agua es el principal solvente que disuelve sales, azúcares y otras sustancias.

Las células pueden entrar en contacto con soluciones de concentraciones diferentes, vale decir, diferentes en la composición de solutos respecto al solvente. De acuerdo a esto, se pueden dar tres tipos de soluciones:

• Solución isotónica: la concentración de solutos está en equilibrio con el interior de la célula.
• Solución hipotónica: presenta menor concentración de solutos que el interior de la célula.
• Solución hipertónica: es aquella que presenta mayor concentración de solutos que el interior de la célula.