El transporte celular es el intercambio de sustancias a través de la membrana plasmática,

que es una membrana semipermeable.1

El transporte es muy importante para la célula porque le permite expulsar de su interior los
desechos del metabolismo, también el movimiento de sustancias que sintetiza como
hormonas. Además es la forma en que adquiere nutrientes mediante procesos de
incorporación a la célula de nutrientes disueltos en el agua. Las vías de transporte a través
de la membrana celular y los mecanismos básicos para las moléculas de pequeños tamaños
son:

Índice
 1 Transporte pasivo
o 1.1 Ósmosis
 1.1.1 Ósmosis en una célula animal
 1.1.2 Ósmosis en una célula vegetal
o 1.2 Difusión Facilitada
 2 Transporte activo
o 2.1 Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio o Bomba Na+/K+
o 2.2 Transporte activo secundario o cotransporte
 3 Transporte en masa
o 3.1 Endocitosis
o 3.2 Exocitosis
 4 Véase también
 5 Referencias
 6 Enlaces externos

Transporte pasivo
Artículo principal: Transporte pasivo

El transporte pasivo permite el paso molecular a través de la membrana plasmática a favor

del gradiente de concentración o de carga eléctrica es el transporte de mayor concentración
a menor concentración.2 El transporte de sustancias se realiza mediante la bicapa lipídica o
los canales iónicos, e incluso por medio de proteínas integrales. Hay cuatro mecanismos de
transporte pasivo:3

1. Ósmosis: transporte de moléculas de agua a través de la membrana plasmática

mediado por proteínas específicas –acuaporinas– y a favor de su gradiente de
concentración.
2. Difusión simple: paso de sustancias a través de la membrana plasmática, como los
gases respiratorios, el alcohol y otras moléculas no polares.
 3. Difusión facilitada: transporte celular donde es necesaria la presencia de un carrier
o transportador (proteína integral) para que las sustancias atraviesen la membrana.
Sucede porque las moléculas son más grandes o insolubles en lípidos y necesitan ser
transportadas con ayuda de proteínas de la membrana.
4. Ultrafiltración o Diálisis: En este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos
solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática. El
movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de menos presión. La
ultrafiltración tiene lugar en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la
presión arterial generada por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas
moléculas pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etc.) pasen a través de las
membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos para ser eliminadas en
la orina. Las proteínas y grandes moléculas como hormonas, vitaminas, etc., no
pasan a través de las membranas de los capilares y son retenidas en la sangre.

Ósmosis

Artículo principal: Ósmosis

La ósmosis es un tipo de transporte pasivo en el cual solo las moléculas de agua son
transportadas a través de la membrana. El movimiento se realiza a favor de la gradiente,
esto es desde el medio de mayor concentración de agua (menor concentración de soluto)
hacia al de menor concentración de agua (mayor concentración de soluto y solvente), con
ello permite equilibrar las concentraciones del soluto de los medios separados por la
membrana celular. La función de la ósmosis es mantener hidratada a la célula, dicho
proceso no requiere del gasto de energía (ATP).3

El fenómeno de la ósmosis se puede observar en las células, tanto animales como vegetales,
cuando son sometidas a distintos tipos de soluciones, o medios:

Ósmosis en una célula animal

Comportamiento de célula animal ante distintas presiones osmóticas

 En un medio isotónico, tanto la entrada como salida de agua es constante, es decir,

existe un equilibrio dinámico.
 En un medio hipotónico, desaparece el equilibrio dinámico por tanto la entrada de
agua es superior a la salida, en consecuencia, la célula absorbe el agua hasta
reventarse, fenómeno conocido como citólisis.
  En un medio hipertónico, al contrario la salida de agua es superior a la entrada de
agua por tanto la célula se deshidrata perdiendo su contenido hasta arrugarse y
morir, este fenómeno es conocido como crenación.4

Ósmosis en una célula vegetal

Comportamiento de célula vegetal ante distintas presiones osmóticas

 En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola

disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared
celular, ocurriendo la plasmólisis5
 En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico.
 En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la
presión de turgencia, dando lugar a la turgencia.

Difusión Facilitada

Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la
membrana y demasiado hidrofílicos para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos
y hopanoides. Tal es el caso de la fructuosa y algunos otros monosacáridos.

Estas sustancias, pueden cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión

facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora.6En el primer paso, la glucosa se une
a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tan
pronto como la glucosa llega al citoplasma, una quinasa (enzima que añade un grupo
fosfato a un azúcar) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las
concentraciones de glucosa en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el gradiente
de concentración exterior e interior favorece la difusión de la glucosa.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:

 Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana.

 Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana.
 De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo.

Difusión: la fuerza impulsora es el aumento de entropía por el aumento de concentración a

un lado de la membrana. Tanto la difusión facilitada como el transporte activo se producen
a través de proteínas integrales de membrana
Transporte activo
El transporte activo es un mecanismo celular por medio del cual algunas moléculas
atraviesan la membrana plasmática contra un gradiente de concentración, es decir, desde
una zona de baja concentración a otra de alta concentración con el consecuente gasto de
energía (llamados biotreserineos).7Los ejemplos típicos son la bomba de sodio-potasio, la
bomba de calcio o simplemente el transporte de glucosa.

En la mayor parte de los casos este transporte activo se realiza a expensas de un gradiente
de H+ (potencial electro-químico de protones) previamente creado a ambos lados de la
membrana, por procesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP mediante ATP
hidrolasas de membrana. El transporte activo varía la concentración intracelular y ello da
lugar un nuevo movimiento osmótico de re-balanceo por hidratación. Los sistemas de
transporte activo son los más abundantes entre las bacterias, y se han seleccionado
evolutivamente debido a que en sus medios naturales la mayoría de los procariontes se
encuentran de forma permanente o transitoria con una baja concentración de nutrientes.

Los sistemas de transporte activo están basados en permeasas específicas e inducibles. El

modo en que se acopla la energía metabólica con el transporte del soluto aún no está
dilucidado, pero en general se maneja la hipótesis de que las permeasas, una vez captado el
sustrato con gran afinidad, experimentan un cambio transformacional dependiente de
energía que les hace perder dicha afinidad, lo que supone la liberación de la sustancia al
interior celular.

El transporte activo de moléculas a través de la membrana celular se realiza en dirección

ascendente o en contra de un gradiente de concentración (Gradiente químico) o en contra
un gradiente eléctrico de presión (gradiente electro-químico), es decir, es el paso de
sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy concentrado. Para desplazar
estas sustancias contra corriente es necesario el aporte de energía procedente del ATP. Las
proteínas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que significa que
pueden escindir el ATP (Adenosin Tri Fosfato) para formar ADP (dos Fosfatos) o AMP (un
Fosfato) con liberación de energía de los enlaces fosfato de alta energía. Comúnmente se
observan tres tipos de transportadores:

 Uniportadores: son proteínas que transportan una molécula en un solo sentido a

través de la membrana.
 Antiportadores: incluyen proteínas que transportan una sustancia en un sentido
mientras que simultáneamente transportan otra en sentido opuesto.
 Simportadores: son proteínas que transportan una sustancia junto con otra,
frecuentemente un protón (H+).

Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio o Bomba Na+/K+

Artículo principal: Bomba sodio-potasio

Se encuentra en todas las células del organismo, en cada ciclo consume una molécula de
ATP y es la encargada de transportar dos iones de potasio que logran ingresar a la célula, al
mismo tiempo bombea tres iones de sodio desde el interior hacia el exterior de la célula
(exoplasma), ya que químicamente tanto el sodio como el potasio poseen cargas positivas.7
El resultado es ingreso de dos iones de potasio (ingreso de dos cargas positivas) y regreso
de tres iones de sodio (regreso de tres cargas positivas), esto da como resultado una pérdida
de la electropositividad interna de la célula, lo que convierte a su medio interno en un
medio "electronegativo con respecto al medio extra celular". En caso particular de las
neuronas en estado de reposo esta diferencia de cargas a ambos lados de la membrana se
llama potencial de membrana o de reposo-descanso. Participa activamente en el impulso
nervioso, ya que a través de ella se vuelve al estado de reposo.

Transporte activo secundario o cotransporte

Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular tales

como los aminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del
gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular (como el gradiente
producido por el sistema glucosa/sodio del intestino delgado).

 Intercambiador calcio-sodio: Es una proteína de la membrana celular de todas las

células eucariotas. Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca2+) hacia el
exterior de la célula empleando para ello el gradiente de sodio; su finalidad es
mantener la baja concentración de Ca2+ en el citoplasma que es unas diez mil veces
menor que en el medio externo. Por cada catión Ca2+ expulsado por el
intercambiador al medio extracelular penetran tres cationes Na+ al interior celular.8
Se sabe que las variaciones en la concentración intracelular del Ca2+ (segundo
mensajero) se producen como respuesta a diversos estímulos y están involucradas
en procesos como la contracción muscular, la expresión genética, la diferenciación
celular, la secreción, y varias funciones de las neuronas. Dada la variedad de
procesos metabólicos regulados por el Ca2+, un aumento de la concentración de Ca2+
en el citoplasma puede provocar un funcionamiento anormal de los mismos. Si el
aumento de la concentración de Ca2+ en la fase acuosa del citoplasma se aproxima a
un décimo de la del medio externo, el trastorno metabólico producido conduce a la
muerte celular. El calcio es el mineral más abundante del organismo, además de
cumplir múltiples funciones.9

Transporte en masa
Las macromoléculas o partículas grandes se introducen o expulsan de la célula por dos
mecanismos:

Endocitosis

Artículo principal: Endocitosis

La endocitosis es el proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior moléculas
grandes o partículas, este proceso se puede dar por evaginación, invaginación o por
mediación de receptores a través de su membrana citoplasmática, formando una vesícula
que luego se desprende de la membrana celular y se incorpora al citoplasma. Esta vesícula,
llamada endosoma, luego se fusiona con un lisosoma que realizará la digestión del
contenido celular.

Existen tres procesos:

 Pinocitosis: consiste en la ingestión de líquidos y solutos mediante pequeñas

vesículas.
 Fagocitosis: consiste en la ingestión de grandes partículas que se engloban en
grandes vesículas (fagosomas) que se desprenden de la membrana celular.
 Endocitosis mediada por receptor o ligando: es de tipo específica, captura
macromoléculas específicas del ambiente, fijándose a través de proteínas ubicadas
en la membrana plasmática (específicas).

Una vez que se unen a dicho receptor, forman las vesículas y las transportan al interior de la
célula. La endocitosis mediada por receptor resulta ser un proceso rápido y eficiente.

Exocitosis

Artículo principal: Exocitosis

Es la expulsión o secreción de sustancias como la insulina a través de la fusión de vesículas
con la membrana celular.

La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se

fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido.10

La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la función de

excreción como en la función endocrina.

También interviene la exocitosis encargada de la secreción de un neurotransmisor a la

brecha sináptica, para posibilitar la propagación del impulso nervioso entre neuronas. La
secreción química desencadena una despolarización del potencial de membrana, desde el
axón de la célula emisora hacia la dendrita (u otra parte) de la célula receptora. Este
neurotransmisor será luego recuperado por endocitosis para ser reutilizado. Sin este
proceso, se produciría un fracaso en la transmisión del impulso nervioso entre neuronas. Es
el proceso mediante el cual transporta moléculas de gran tamaño desde su interior exterior.
Estas moléculas se encuentran dentro de vesículas intracelulares las cuales se desplazan
hasta la membrana celular, se fusionan con esta y liberan su contenido en el fluido
circundante.