La Célula y su Membrana Plasmática

La célula está rodeada por la membrana plasmática, una capa muy delgada y flexible que le permite mantener su forma e individualidad.

Membrana Plasmática: Barrera Receptiva, Comunicativa y Semipermeable

La membrana plasmática no es un límite celular pasivo, ya que establece una constante interacción con su medio interno y el medio que la circunda.

Estructura de la Membrana Plasmática

Componentes Principales

• Proteínas integrales: Transportan sustancias desde o hacia la célula.
• Glucoproteínas: Son glúcidos unidos a proteínas.
• Lípidos: Los principales lípidos de la membrana son los fosfolípidos, que están en la bicapa lipídica. Las cabezas son hidrofílicas (pueden estar en contacto con el agua) y las colas son hidrofóbicas («repelen» el contacto con ella).
• Colesterol: Lípido que forma parte de las células animales, se encuentra asociado a las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos.
• Glucolípidos: Son glúcidos unidos a fosfolípidos.
• Proteínas: Son las principales biomoléculas que forman parte de las membranas citoplasmáticas.
• Funciones: Recibir señales externas y transportar sustancias desde la célula al exterior, y viceversa.
• Proteínas Periféricas: Se encuentran unidas a las caras externas o citoplasmática de la bicapa lipídica principalmente, actúan como enzimas y receptores de señales.

Glucocálix

Los glúcidos se encuentran unidos a proteínas construyendo glucoproteínas y glucolípidos. El conjunto de glúcidos asociado a la membrana plasmática se llama glucocálix y se encuentra exclusivamente en la cara exterior, que es la que está en contacto con el medio extracelular.

Modelo del Mosaico Fluido

Fue propuesto por Singer y Nicolson en el año 1972, gracias a los avances de la microscopía electrónica, que les permitieron ver la estructura de la membrana plasmática con mayor detalle.

La membrana tiene dos partes:

• La superficie o cara externa, que se comunica con el medio extracelular.
• La superficie o cara citoplasmática (interna), que está en contacto con el citoplasma.

Gradiente de Concentración

En los dos medios celulares (interno y externo) hay sustancias disueltas en el agua (solutos). El agua que las disuelve es el solvente. Y el conjunto de solutos disueltos en el agua se llama disolución. Estas sustancias están en constante movimiento por la energía cinética que poseen, se mueven desde donde están más concentradas a donde están menos concentradas.

Debido a esto se establece un cambio paulatino en la concentración de moléculas como si fuera un degradado de colores. Este cambio en la concentración de una sustancia a lo largo del espacio se denomina gradiente de concentración.

El transporte de moléculas puede ser pasivo o activo.

Transporte Pasivo

Si las partículas se mueven a favor del gradiente de concentración, el transporte es pasivo, ya que no necesitan energía extra para su movilización, pues usan su propia energía cinética.

El transporte pasivo ocurre hasta que en ambos lados de la membrana plasmática la sustancia alcanza igual concentración.

Tipos de Transporte Pasivo

1. Difusión Simple

Este proceso lo hacen las moléculas pequeñas e hidrofóbicas. Su vía de paso a través de la membrana es la bicapa de fosfolípidos.

2. Difusión Facilitada

Las moléculas atraviesan la membrana gracias a estructuras presentes en ella, las proteínas. Existen dos tipos de difusión facilitada:

• a. A través de canal: Participan proteínas integrales y se denominan proteínas de canal. Específicamente transportan átomos con carga eléctrica, es decir, iones.
• b. A través de transportadores: Las proteínas que participan también son integrales y se llaman proteínas transportadoras o «carriers». Transportan moléculas generalmente en sus estados monoméricos.

Transporte Activo

Las partículas se mueven en contra del gradiente de concentración. Esto significa que necesitan energía extra para lograr moverse en sentido contrario.

Tipos de Transporte Activo

a. A través de bombas

Para llevar a cabo el proceso, la célula obtiene ATP, esta molécula es la «encargada» de almacenar y proporcionar energía que se necesita en las funciones celulares. Una de ellas es la que realizan las proteínas bombas.

Las proteínas bombas transportan iones a través de la membrana.

b. En masa

Incluye la endocitosis, proceso en el que se introducen moléculas al interior de la célula, y la exocitosis, que es lo contrario, es decir, la liberación de moléculas al medio extracelular.

Los sacos membranosos (vesículas) gastan mucha energía.

Ósmosis

Es el transporte del agua a través de la membrana citoplasmática. El agua se mueve desde donde el soluto se encuentra menos concentrado hacia donde está más concentrado, de modo que se igualan las concentraciones.

Si un medio presenta una baja concentración de soluto se llama hipotónico (hipo = poco), mientras que cuando el soluto se encuentra más concentrado es hipertónico (hiper = mucho). Este proceso termina cuando los dos lados están iguales (isotónicos).

El principal mecanismo de transporte del agua a través de la membrana es mediante proteínas de canal, que reciben el nombre de acuaporinas. Estos canales son verdaderos poros que transportan agua desde un medio hipotónico hacia un hipertónico, hasta alcanzar el estado de isotonicidad.

La ósmosis corresponde a una difusión facilitada mediada por un canal, es decir, es un transporte pasivo.

Ósmosis en Células Vegetales

Las células vegetales movilizan el agua desde o hacia ellas. El cambio más relevante es del volumen celular que se encuentran en un medio hipertónico (pierden agua de su citoplasma).

• Plasmólisis: La vacuola central se contrae debido a la pérdida de agua y la membrana citoplasmática se retrae alejándose de la pared celular.
• Turgencia: Cuando el medio es hipotónico, el agua ingresa al citoplasma, aumentando el volumen de la vacuola central y acercando la membrana plasmática a la pared celular.

Ósmosis en las Células Animales

• En un medio hipertónico, se produce la salida de agua desde la célula por ósmosis. En el caso de los glóbulos rojos se llama crenación.
• En un medio hipotónico, el agua entra a la célula, produciendo el aumento de volumen de esta. En algunos casos la célula puede «reventarse», fenómeno conocido como citólisis.