Transporte de pequeñas moléculas en la membrana

1. Transporte Pasivo

Es un proceso de difusión donde las moléculas se mueven a través de la membrana sin gasto de energía, a favor de un gradiente de concentración o electroquímico. Se realiza mediante dos procesos:

• Difusión simple: Algunas moléculas pequeñas o solubles en lípidos difunden libremente a través de la doble capa lipídica, sin intervención de proteínas.
• Difusión facilitada: La bicapa lipídica es impermeable a iones y moléculas polares grandes (glucosa, aminoácidos, nucleótidos). Su transporte se realiza mediante proteínas transmembrana:

Proteínas de canal

Forman poros hidrofílicos que atraviesan la membrana, permitiendo el paso de solutos inorgánicos (canales iónicos) a favor de su gradiente electroquímico. Estos canales se abren y cierran en respuesta a estímulos específicos:

• Canales regulados por ligando: se abren por la interacción con una molécula señal.
• Canales regulados por voltaje: se abren en respuesta a cambios en el potencial de membrana.

Proteínas transportadoras

Se unen al soluto y lo transfieren a través de la membrana mediante un cambio conformacional reversible (ping-pong).

2. Transporte Activo

Se realiza en contra del gradiente electroquímico, con consumo de energía. Se lleva a cabo mediante proteínas transportadoras acopladas a una fuente de energía (hidrólisis de ATP). Destaca la bomba de Na⁺-K⁺:

En células animales, bombea tres Na⁺ hacia el exterior y dos K⁺ hacia el interior por cada molécula de ATP hidrolizada. Esto genera un gradiente de concentración y un potencial eléctrico.

Funciones:

• Mantener el potencial de membrana en células nerviosas y musculares.
• Transportar glucosa a través del epitelio intestinal. La bomba de Na⁺-K⁺ impulsa el transporte unidireccional de glucosa.

Catabolismo de glúcidos

En el aparato digestivo, los polisacáridos y disacáridos se hidrolizan a monosacáridos (glucosa, fructosa). La degradación de glucosa por respiración se divide en glucólisis y respiración.

Glucólisis

Proceso común a todas las células (citosol), convierte la glucosa en ácido pirúvico, generando 2 ATP. Consta de 10 reacciones en dos etapas:

• Etapa 1: La glucosa se fosforila y divide en dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato (gasto de 2 ATP).
• Etapa 2: Las dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato se oxidan (NAD⁺) y se convierten en dos moléculas de ácido pirúvico (producción de 4 ATP).

Rendimiento: 2 ATP y 2 NADH+H⁺.

Fermentación (sin oxígeno)

Proceso anaerobio (citosol) donde los organismos obtienen energía mediante reacciones de oxidorreducción.

Fermentación Láctica

Realizada por células musculares con bajo aporte de O₂. La glucosa se convierte en ácido láctico (causa agujetas). También la realizan bacterias Lactobacillus y Streptococcus.

Fermentación Acética

Realizada por bacterias Acetobacter. Transforma etanol en ácido acético (oxidación en presencia de O₂). Permite la transformación del vino en vinagre. Tanto la fermentación láctica como la acética se consideran anoxidativas, ya que no utilizan oxígeno en el proceso principal de obtención de energía a partir de la glucosa.