Mecanismos de Transporte Celular y Comunicación Intercelular

Transporte de Moléculas Pequeñas

Transporte Pasivo

No requiere gasto de energía y presenta dos modalidades:

Difusión Simple

Se difunden a través de la bicapa lipídica, a favor de su gradiente de concentración. El paso se produce aprovechando las aperturas que aparecen por el desplazamiento de los fosfolípidos.

Difusión Facilitada

Las moléculas que no pueden atravesar la bicapa lipídica, como glúcidos, aminoácidos, etc., pasan a través de la membrana, a favor del gradiente electroquímico mediante proteínas transmembrana que pueden ser:

• Proteínas de canal: que forman poros acuosos por los que pasan algunos solutos.
• Proteínas transportadoras: que se unen a la sustancia que se debe transportar y sufren un cambio de conformación para permitir el paso de la sustancia a través de la membrana.

Transporte Activo

Se produce en contra del gradiente de concentración o electroquímico de las sustancias por lo que precisa energía. Se lleva a cabo mediante proteínas transmembrana que hidrolizan ATP para obtener energía y que alternan su conformación espacial para efectuar el transporte.

Caso: Bombas de Iones Sodio-Potasio

Extrae Na+ de la célula, a la vez que incorpora K+. Su función es el transporte de los iones inorgánicos más comunes entre el medio extracelular y el citoplasma. Da lugar a fenómenos como la contracción muscular.

Transporte de Macromoléculas y Partículas

Exocitosis

Tiene lugar cuando una macromolécula o partícula debe pasar del interior al exterior de la célula. Las vesículas que se forman se llaman vesículas secretoras. Se desplazan hasta la membrana plasmática, se fusionan y vierten su contenido al medio extracelular. Se distinguen dos tipos según el modo en que se produce la secreción:

• Las vesículas se producen de manera regular en la célula y su contenido es vertido al exterior sin necesidad de que exista ningún estímulo. Caso de las proteínas que forman la matriz extracelular de los tejidos.
• Las vesículas se producen y liberan su contenido al exterior solo cuando la célula es estimulada por alguna señal extracelular. Caso de la secreción de neurotransmisores en las neuronas.

Endocitosis

Proceso de incorporación de sustancias a la célula. Se concentran en pequeñas depresiones formadas en la superficie exterior de la membrana. Cuando se produce la invaginación y se forma la vesícula, ésta contiene una cantidad de sustancia superior a la que podría penetrar en la célula si no se produjese concentración previa.

• Fagocitosis: cuando las vesículas alcanzan un diámetro superior a 150nm y contienen partículas grandes.
• Pinocitosis: si las vesículas son de un diámetro inferior a 150nm y contienen fluidos.

Contacto entre Células

En los organismos pluricelulares las células que forman los tejidos se encuentran en contacto directo unas a otras. Se unen entre sí mediante modificaciones de sus membranas, denominadas uniones intercelulares.

Clasificaciones

Atendiendo a su Extensión se Distinguen Dos Tipos:

• Tipo Zónula: afecta a todo el conjunto de la célula y suele localizarse en su polo apical, como sucede en las células del epitelio intestinal.
• Tipo Mácula: afecta solo a una zona concreta de la membrana plasmática.

Atendiendo a su Estructura y Función se Diferencian:

Uniones Comunicantes

En ellas existe un pequeño espacio intercelular de 30 nm con lo que las membranas celulares no llegan a contactar y permiten el paso de pequeñas moléculas entre dos células adyacentes. Existen dos tipos:

Sinapsis Química

Se realiza entre dos neuronas separadas por un espacio o hendidura sináptica en la que la neurona presináptica libera mediante exocitosis el neurotransmisor contenido en las vesículas sinápticas. Esta señal se difunde a través de la hendidura hasta llegar a la membrana de la neurona postsináptica.

Uniones en Hendidura (GAP)

Este tipo deja entre las dos membranas plasmáticas una hendidura ancha que permite el paso entre ellas de moléculas grandes. La unión se realiza mediante conexiones que son estructuras cilíndricas transmembranales formadas por la asociación de 6 moléculas de la proteína conexina. Estas conexiones dejan en su centro un canal acuoso de 2nm. También ponen en comunicación ambos citoplasmas pudiendo pasar a través de ellos iones y moléculas hidrosolubles. Frecuente en la musculatura lisa.

Uniones Estrechas

Regiones especializadas de la membrana que impiden el paso de cualquier molécula entre dos células ya que el contacto que se establece entre las membranas celulares adyacentes obtura el espacio intercelular. Se denominan también uniones herméticas, íntimas u oclusivas. Suelen ser de tipo zónula y se encuentran en las células endoteliales de los vasos sanguíneos. Las membranas de las células adyacentes se mantienen juntas gracias a la unión a modo de cremallera entre proteínas transmembrana de una célula a otra. Proteínas implicadas: cadherina, cingulina y ZO que interactúan con los microfilamentos de actina de los citoesqueletos.

Uniones Adherentes

Las células se mantienen unidas mecánicamente haciendo que el conjunto funcione como una unidad estructural. Se localizan en los tejidos que se encuentran sometidos a fuertes tensiones mecánicas. Las membranas de las células vecinas se acercan pero no se fusionan, quedando un espacio poco denso. Presentan una estructura general que implica la existencia de una proteína transmembrana y unas proteínas de unión. ¡Tipos!