TRANSPORTE TRANSMEMBRANA

UNIVERSIDAD DE CORDOBA
FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA Y QUIMICA
TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVES DE LA MEMBRANA CELULAR
(TRANSPORTE ACTIVO Y PASIVO)
CLAUDIA PATRICIA MERCADO AGUADO
Docente
MARIA PATRICIA SÁNCHEZ P.
JUAN CAMILO NARANJO P.
YASMINA SOTOMAYOR G.
LUIS DAVID DE LA BARRERA P.
I SEMESTRE
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
PROGRAMA ENFERMERIA
MONTERIA – CORDOBA
2016

INTRODUCCION
La célula es la unidad morfológica y fisiológica de todos los seres vivos, esta
constituye la unidad mínima de organización celular, la cual contiene en su interior
unos orgánulos responsables de la actividad celular, las que se encuentran
protegidas por una membrana, que además de protección permite el intercambio
de sustancias desde el interior al exterior para eliminar sustancias de desechos y
del exterior al interior para nutrir o ingresar sustancias que necesita la célula para
su correcto funcionamiento esta membrana la cual mantiene la homeostasis se
conoce como membrana plasmática.
En consecuencia, esta entrada y salida de sustancias a través de la membrana se
le conoce como mecanismos de transporte, dentro de los cuales encontramos los
que pueden ser de dos tipos transporte pasivo, con movimiento a favor del
gradiente de concentración de tipo difusión simple o difusión facilitada mediante la
Bicapa o proteínas de canales o de transporte respectivamente.
Así pues bien, el otro tipo de transporte por la membrana es de tipo activo con
movimiento en contra del gradiente de concentración, este a diferencia del otro
requiere de energía (ATP), la cual se da mediante bombas iónicas (NaK), y en
masa por endocitosis y exocitosis.
En síntesis la célula tiene una membrana, que permite en intercambio de
sustancias y que gracias a ellas se regulan todos los procesos en los cuales la
célula necesita realizar a nivel intercelular y extracelular para mantener la
homeostasis de la misma y en conjunto de los epitelios, tejidos, órganos y el ultimo
nivel de organización como lo es el conformar el organismo vivo.

OBJETIVO GENERAL
Describir y explicar la fisiología de la membrana celular en las células eucariotas,
mediante un seminario expositivo dirigido a los estudiantes del programa de
enfermería de primer semestre el día lunes 11 de abril del 2016, con el fin de que
los estudiantes estén en la capacidad de identificar cada uno de los procesos
fisiológicos que se llevan a cabo en la membrana celular.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Describir el transporte pasivo en la membrana celular, incluyendo solo
difusión y diálisis.
 Explicar la importancia de la diálisis en el cuerpo humano y los tipos de
diálisis.
 Describir el transporte activo primario y secundario.

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVES DE LA MEMBRANA CELULAR
La membrana plasmática constituye la frontera física de la célula, por lo que todas
las sustancias que hayan de entrar o salir de la misma deberán de un modo u otro
atravesar esta barrera. Por otra parte, el interior de la célula y el medio extracelular
difieren en su composición química, por lo que la membrana plasmática deberá
ejercer un riguroso control sobre las moléculas que la atraviesan con el objeto de
mantener en los niveles adecuados las concentraciones de los diferentes solutos a
ambos lados de la misma. Así pues bien para la regulación de esta entrada y
salida de sustancias, se conocen dos tipos de transporte de sustancias uno de tipo
pasivo y otro de tipo activo, los cuales se describen así:
1. TRANSPORTE PASIVO
En esta modalidad de transporte las sustancias atraviesan la membrana
plasmática a favor de gradiente de concentración, es decir, desde el lado de
la membrana en el que la sustancia se halla a concentración más elevada
hacia el lado en el que dicha concentración es más reducida. Cuando se
trata de iones o sustancias cargadas, además del gradiente de
concentración, interviene el gradiente eléctrico a través de la membrana
(potencial de membrana), que vendrá dado por la cantidad y el signo (+ o -)
de las cargas eléctricas a ambos lados de la misma. En este caso, el
transporte tendrá lugar a favor de gradiente electroquímico. En este tipo de
transporte encontramos:
1.1 La Difusión a través de la membrana celular
La difusión a través de la membrana de puede dar de dos formas que
son difusión simple y difusión facilitada. Cuando hablamos de difusión
simple nos referimos al movimiento cinético de las moléculas o los iones

que se produce a través de una abertura en la membrana o a través de
los espacios intermoleculares, sin la necesidad de la unión con
proteínas transportadoras de la membrana.
1.1.1 difusión simple
La difusión simple a través de la membrana se puede
producir por dos vías: la primera se da a través de los
intersticios de la membrana lipídica, especialmente si la sustancia
que difunde es liposoluble. La segunda se da a través de los
canales acuosos que penetran en todo el espesor de algunas de
las proteínas de transporte.
 Difusión de sustancias liposolubles a través de la
bicapa lipídica: uno de los factores más importantes para
determinar la rapidez del movimiento de una sustancia a
través de la bicapa lipídica es la liposolubilidad de la
sustancia como por ejemplo la liposolubilidad del oxígeno
es elevada, por lo tanto esta sustancia se puede disolver
con facilidad por la bicapa lipídica y difundir a través de la
membrana celular. Por esta razón la tasa de difusión a
través de la membrana está directamente proporcional a la
liposolubilidad de las sustancias. Por esta razón el oxígeno
puede llegar al interior de la célula casi como si no
existiera una membrana celular.
Difusión del agua y de otras moléculas insolubles en
lípidos a través de los canales proteicos: aunque el
agua es insoluble en los lípidos de la membrana, esta
atraviesa con facilidad la membrana celular, ya que pasa
en toda su totalidad por los canales proteicos, debido a la

rapidez con la que esta molécula puede atravesar la
mayoría de las membranas celulares.
 Difusión a través de los canales proteicos y “apertura”
de estos canales: se considera que los canales proteicos
proporcionan vías acuosas a través de las moléculas
proteicas, debido a esto las sustancias se pueden difundir
a través de estos canales desde un lado de la membrana
hacia el otro. Los canales proteicos se distinguen por dos
características:
Permeabilidad selectiva de numerosos canales
proteicos: la mayor parte de los canales proteicos son
muy selectivos para el transporte de iones o moléculas
específicas, esto se da debido a características del canal
ya sea su diámetro, su forma y la naturaleza de los
cambios eléctricos a lo largo de sus superficies internas.
Apertura de los canales proteicos: la apertura de los
canales proteicos proporcionan un medio de controlar la
permeabilidad de dichos canales. Se cree que las puertas
son en realidad extensiones en forma de compuerta de la
molécula de transporte, que se pueden cerrar sobre la
abertura del canal o mantenerse separadas de ella por un
cambio en la conformación de la propia molécula proteica.
1.1.2 difusión facilitada
La difusión facilitada utiliza canales (formados por proteínas de
membrana) para permitir que moléculas cargadas (que de otra
manera no podrían atravesar la membrana) difundan libremente

hacia afuera y adentro de la célula. Estos canales son usados
sobre todo por iones pequeños tales como K+, Na+, Cl-.
La velocidad del transporte facilitado está limitado por el número
de canales disponibles.mientras que la velocidad de difusión
depende solo del gradiente de concentración.
 Difusión facilitada por proteína de canal
Algunas proteínas de membrana forman canales que
facilitan el pasaje de sustancias polares o con carga
eléctrica. En este ejemplo de difusión facilitada, se muestra
un canal específico para el pasaje de un ión. El canal
iónico presenta una compuerta que puede abrirse o
cerrarse por una variedad de mecanismos. En este caso la
apertura del canal depende de la participación de una
molécula que actúa como señal.
En la difusión facilitada, al igual que en la difusión simple,
la sustancia se mueve desde el lado de la membrana en
donde se encuentra en mayor concentración hacia el otro
lado de la membrana en donde la concentración es menor.
Este movimiento a favor de gradiente de concentración es
espontáneo y no requiere gasto de energía.
 Difusión facilitada por carrier
Algunas proteínas de membrana actúan como carriers o
transportadores de sustancias. El carrier engancha a la
molécula de un lado de la membrana, cambia su
conformación, depositando a la molécula del lado opuesto.
En este ejemplo de difusión facilitada, un carrier
transportador de glucosa, mueve glucosa siguiendo su

gradiente de concentración. El proceso no requiere
energía.
1.1.3 Diálisis
Es la difusión selectiva de sustancias, esta ocurre cuando se
quieren liberar toxinas o cuando se quieren absorber sustancias
especificas. Cuando una membrana separa una sustancia con
diferente concentración a ambos lados, el soluto (la sal) difunde
desde el lugar de mayor concentración al de menor
concentración, mientras que el agua lo hace desde el sitio donde
está en mayor cantidad (solución diluida) hacia la de menor
cantidad (solución concentrada de sal). Este proceso,
denominado diálisis, se define como el pasaje de una sustancia
disuelta a través de una membrana semipermeable a favor de un
gradiente de concentración y sin gasto de energía.
Utilización de la diálisis en la salud
La diálisis es el proceso de extracción de los productos de
desechos y del exceso de agua en el cuerpo. Hay dos métodos
de diálisis: la hemodiálisis y la diálisis peritoneal.
En la hemodiálisis: se extrae la sangre del cuerpo y se bombea
al interior de un aparato que filtra las sustancias toxicas,
devolviendo a la persona la sangre purificada. La cantidad de
líquidos devueltos se pueden ajustar.
En la diálisis peritoneal: se infunde dentro de la cavidad
abdominal un líquido que contiene una mezcla específica de

glucosa y sales que arrastran las sustancias toxicas de los
tejidos. Luego se extrae el líquido y se desecha.
2. TRANSPORTE ACTIVO
En ocasiones, se precisa una gran concentración de una sustancia en el
líquido intracelular aunque la concentración en el líquido extracelular sea
mínima. Esto es así, por ejemplo, para los iones potasio. Y a la inversa, es
importante mantener muy bajas las concentraciones de otros iones en el
interior de la célula, aunque sus concentraciones en el líquido extracelular
sean más altas. Esto es especialmente cierto para los iones de sodio.
Ninguno de estos dos efectos se podría producir por difusión simple, ya
que está equilibrada con el tiempo las concentraciones en los dos lados de
la membrana. Cuando una membrana celular mueve moléculas o iones en
contra de un gradiente de concentración, el proceso se denomina
transporte activo.
Entre las diferentes sustancias transportadas activamente a través de, al
menos, algunas membranas celulares, se encuentran los iones de sodio,
potasio, calcio, hierro, cloruro, yoduro, urato, diversos azucares y la mayor
parte de los aminoácidos.
2.1 Transporte activo primario y secundario
El transporte activo se divide en dos tipos, de acuerdo con la fuente de
energía utilizada para producirlo. Se denominan transporte activo
primario y secundario. En el transporte activo primario la energía deriva
directamente de la ruptura del ATP (Trifosfato de Adenosina) o de algún
otro fosfato de alta energía. En el transporte activo secundario, la
energía deriva secundariamente de la almacenada en forma de

diferencias de concentración iónicas entre los dos lados de una
membrana, creadas, en primer lugar, por trasporte activo primario.
2.1.1 Transporte activo primario
 Bomba sodio-potasio
Entre las sustancias transportadas mediante transporte
activo primario, se encuentran el sodio, potasio, calcio,
hidrogeno, cloruro y otros iones. Sin embargo no todas
estas sustancias son transportadas por la membrana de
todas las células. Además, algunas bombas de trasporte
funcionan en membranas intracelulares tales como la
membrana del retículo sarcoplasmico del musculo, o una
de las dos membranas de la mitocondria, y no en la
membrana de superficie de la célula. No obstantes todas
las bombas funcionan en esencia por el mismo mecanismo
básico.
El mecanismo de transporte activo más estudiado es la
bomba sodio-potasio (Na+-K+), un proceso de transporte
que bombea iones sodio al exterior, a través de la
membrana celular, y, al mismo tiempo bombea iones
potasio desde el exterior al interior. Esta bomba es la
responsable de mantener las diferencias de concentración
de sodio-potasio a través de la membrana celular, así
como de establecer un potencial eléctrico negativo al
interior de la célula.

Importancia de la bomba sodio-potasio
Una de las funciones más importantes de la bomba sodio-
potasio, es el control del volumen celular. Sin la función de
esta comba, la mayor parte de las células de los
organismos se hincharían hasta estallar. El mecanismo de
control del volumen es el siguiente: dentro de las células
hay un gran número de proteínas y otros compuestos
orgánicos que no pueden Salir de ellas. En su mayor parte,
están cargadas negativamente y, por lo tanto, recogen a
su alrededor gran numero de iones positivos.
Todas estas sustancias tienden a producir osmosis de
agua al interior de la célula; sin un control de este proceso,
la célula se hinchara indefinidamente hasta estallar. El
mecanismo normal para evitarlo es la bomba sodio-
potasio. Es preciso señalar de nuevo que este dispositivo
bombea tres iones Na+ al exterior de la célula por cada
dos iones de K+ bombeados al interior. Además la
membrana es mucho menos permeable a los iones sodio
que a los iones potasio, por lo que una vez que los iones
sodio están en el exterior, muestran una fuerte tendencia a
permanecer allí. Por tanto esto representa una pérdida
neta continua de iones fuera de la célula, lo que inicia una
tendencia osmótica opuesta a sacar agua de la célula.
 Bomba de calcio
Los iones de calcio se mantienen normalmente en una
concentración extremadamente baja en el citosol
intracelular de casi todas las células del organismo. Una
está situada en la membrana celular y bombea calcio al

exterior de la célula. La otra bombea iones de calcio hacia
el interior de la célula, tales como el retículo sarcoplasmico
en las células musculares o el interior de las mitocondrias
en todas las células. En todos estos casos la proteína
trasportadora atraviesa la membrana de lado a lado y
actúa como una ATPasa, con la misma capacidad para
escindir el ATP que la proteína ATPasa transportadora de
sodio. La diferencia radica, en que esta proteína tiene un
sitio de unió muy especifico pare el calcio en lugar de para
el sodio
 Transporte activo primario de hidrogeniones
Dos lugares del organismo cuentan con importantes
sistemas de transporte activo primario de hidrogeniones.
Dichos lugares son: 1) las glándulas gástricas del
estomago y 2) la porción final de los túbulos distales y los
conductos colectores corticales de los riñones.
En las glándulas gástricas; las células parietales
situadas en profundidad poseen el mecanismo activo
primario más potente que cualquier organismo para
transportar hidrogeniones. Esta es la base de la secreción
de acido clorhídrico en las secreciones digestivas del
estomago. En el lado secretor de las células parietales, la
concentración de hidrogeniones puede estar aumentada
hasta un millón de veces y luego liberarse en asociación
con los iones cloruro en forma de acido clorhídrico.

En los túbulos renales; existen células intercaladas
especiales en la última porción de los túbulos renales
distales y en los conductos colectores corticales que
también transportan hidrogeniones mediante transporte
activo primario. En esta caso, secretan una gran cantidad
de hidrogeniones de la sangre a la orina con el fin de
controlar la concentración de hidrogeniones en los líquidos
corporales. Los hidrogeniones pueden ser secretados
contra un gradiente de concentración unas 900 veces
mayor.
2.1.2 Transporte activo secundario: cotransporte y
contratransporte
Cuando los iones sodio se transportan hacia el exterior de las
células mediante transporte activo primario habitualmente se
establece un gran gradiente de concentración de iones sodio a
través de la membrana celular, con una concentración elevada
fuera de la célula y una concentración baja en su interior. Este
gradiente representa un almacén de energía porque el exceso de
sodio en el exterior de la membrana celular siempre intenta
difundir hacia el interior.
En condiciones adecuadas esta energía de difusión del sodio
puede arrastrar otras sustancias junto con el sodio a través de la
membrana celular.
Este fenómeno se denomina cotransporte, es una forma de
transporte activo secundario. Para que el sodio arrastre otra
sustancia con él es necesario un mecanismo de acoplamiento.

Esto se consigue por medio de otra proteína transportadora de la
membrana celular. En este caso el transportador actúa como
punto de unión tanto para el ion sodio como para la sustancia que
se va a cotransportar. Una vez que los dos están unidos, el
gradiente de energía del ion sodio hace que este ion y la otra
sustancia sean transportados juntos hacia el interior de la célula.
 Cotransporte de glucosa y aminoácidos junto con
iones sodio
La glucosa y muchos aminoácidos se transportan hacia el
interior de la mayor parte de las células contra grandes
gradientes de concentración; el mecanismo es totalmente
mediante cotransporte. Una propiedad especial de la
proteína transportadora es que no se producirá un cambio
conformacional que permita el movimiento de sodio hacia
el interior hasta que también una molécula de glucosa se
una. Cuando ambos están unidos se produce
automáticamente el cambio conformacional y el sodio y la
glucosa son transportados al mismo tiempo hacia el
interior de la célula. Por tanto, este es un mecanismo de
cotransporte sodio-glucosa. Los cotransportadores de
sodio-glucosa son mecanismos especialmente importantes
en el transporte de la glucosa a través de las células
epiteliales renales e intestinales.
El cotransporte con sodio de los aminoácidos se produce
de la misma manera que para la glucosa, excepto porque
utiliza un grupo diferente de proteínas transportadoras. Se
han identificado cinco proteínas transportadoras de
aminoácidos, cada una de las cuales es responsable de
transportar un grupo de aminoácidos con características

moleculares específicas. El cotransporte con sodio de la
glucosa y de los aminoácidos se produce especialmente a
través de las células epiteliales del tubo digestivo y de los
túbulos renales para favorecer la absorción de estas
sustancias hacia la sangre.
En el contratransporte, los iones sodio intentan una vez más
difundir hacia el interior de la célula debido a su gran gradiente de
concentración. Sin embargo, esta vez la sustancia que se va a
transportar está en el interior de la célula y se debe transportar
hacia el exterior. Por tanto, el ion sodio se une a la proteína
transportadora en el punto en el que se proyecta hacia la
superficie exterior de la membrana, mientras que la sustancia que
se va a contratransportar se une a la proyección interior de la
proteína transportadora. Una vez que ambos se han unido se
produce un cambio conformacional y la energía que libera el ion
sodio que se mueve hacia el interior hace que la otra sustancia se
mueva hacia el exterior.
 Contratransporte con sodio de iones calcio e
hidrógeno
Dos mecanismos de contratransporte (transporte en una
dirección opuesta al ion primario) especialmente
importantes son el contratransporte sodio-calcio y el
contratransporte sodio-hidrógeno.
El contratransporte sodio-calcio se produce a través de
todas o casi todas las membranas celulares, de modo que
los iones sodio se mueven hacia el interior y los iones

calcio hacia el exterior, ambos unidos a la misma proteína
transportadora en un modo de contratransporte. Esto se
produce además del transporte activo primario de calcio
que se produce en algunas células.
El contratransporte sodio-hidrógeno se produce en varios
tejidos. Un ejemplo especialmente importante se produce
en los túbulos proximales de los riñones, en los que los
iones sodio se desplazan desde la luz del túbulo hacia el
interior de la célula tubular, mientras que los iones
hidrógeno son contratransportados hacia la luz tubular.
Como mecanismo para concentrar los iones hidrógeno, el
contratransporte no es en modo alguno tan eficaz como el
transporte activo primario de los iones hidrógeno que se
produce en los túbulos renales más distales, aunque
puede transportar cantidades muy grandes de iones
hidrógeno, lo que hace que sea clave para el control del
ion hidrógeno en los líquidos corporales.

CONCLUSIÓN
En este trabajo investigativo se logra concluir, que la célula está constituida por
una estructura (capa) doble fosfolipidica, que contiene unas estructuras proteicas y
carbohidratos, que media el intercambio de sustancias desde el interior al exterior
y viceversa, la cual recibe el nombre de membrana plasmática y se encuentra en
todas las células de los seres vivos.
Así pues bien esta regula la entrada y salida de sustancias, así como de productos
de desecho, a través de unos mecanismos de transporte los cuales pueden ser a
favor de un gradiente de concentración y que no requiere energía, transporte
pasivo los cuales incluyen difusión, osmosis y diálisis, y otro transporte que es en
contra del gradiente de concentración y necesita de energía (ATP), para que se de
el paso de sustancias, el cual se conoce como transporte activo y es de tipo
primario y secundario.
Todos estos procesos o mecanismos de transporte de sustancias son para
mantener la homeostasis de las células y así del organismo que estas están
conformando. Lo que permitirá el correcto funcionamiento de dicho organismo y
así lleve a cabo cada actividad requerida para la prolongación de la vida.

BIBLIOGRAFÍA
1. GUYTON, C.G. and HALL, J.E. Tratado de Fisiología Médica. 11ª Edición.
Elsevier, 2006.
2. DESPOPOULOS, A. and SILBERNAGL, S. Atlas de Fisiología. 5ª Edición.
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3. Garther L, Hiatt J. Texto Atlas de Histologia. Segunda edicion ed. Bogota:
Panamericana; 2000.
4. Tortora GJ, Derrickson B. Principios de Anatomia y Fisiologia. undecima
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