Transporte activo, exocitosis y endocitosis en la célula

Transporte Activo

El transporte activo se produce en contra del gradiente de concentración o del gradiente electroquímico de las sustancias y, por ello, precisa energía. Este tipo de transporte se lleva a cabo mediante proteínas transmembrana, que hidrolizan ATP para obtener energía y que, a la vez, alteran su conformación espacial para efectuar el transporte.

Es el caso de las bombas de iones, como la de sodio-potasio. La bomba de sodio-potasio extrae Na⁺ de la célula, a la vez que incorpora K⁺. Por cada molécula de ATP que se consume, salen de la célula 3 Na⁺ y entran 2 K⁺.

Este tipo de transporte iónico a través de las membranas tiene una importancia extraordinaria, ya que da lugar a fenómenos como la contracción muscular, el potencial de membrana, etc.

Transporte de Macromoléculas y Partículas

Los mecanismos anteriores no permiten el paso de moléculas grandes como los polisacáridos o las proteínas. En estos casos se utilizan otros tipos de sistemas de transporte: la exocitosis y la endocitosis.

Exocitosis

Tiene lugar cuando una macromolécula o una partícula debe pasar del interior al exterior de la célula. Las vesículas que se forman en este caso reciben el nombre de vesículas secretoras. Se desplazan hasta la membrana plasmática, se fusionan y vierten su contenido al medio extracelular.

Según el modo en que se produce la secreción, se distinguen dos tipos de exocitosis:

• Las vesículas se producen de manera regular en la célula y su contenido es vertido al exterior sin necesidad de que exista ningún estímulo. Es el 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. Un ejemplo de ello es la secreción de neurotransmisores en las neuronas.

Endocitosis

Es un proceso de incorporación de sustancias a la célula. En algunos casos, se ha observado que estas sustancias se concentran en pequeñas depresiones formadas en la superficie exterior de la membrana. Cuando se produce la invaginación y se forma la vesícula, esta contiene una cantidad de sustancia superior a la que podría penetrar en la célula si no se produjese la concentración previa.

• Cuando las vesículas alcanzan un diámetro superior a 150 μm y contienen partículas grandes, como restos celulares y microorganismos, se habla de fagocitosis.
• Si las vesículas son de un diámetro inferior a 150 μm y contienen fluidos, el proceso se llama pinocitosis.

La fagocitosis se produce en células con un cierto grado de especialización como, por ejemplo, algunos protozoos, para los que es una parte esencial de su proceso de nutrición. Por el contrario, la pinocitosis es muy común en todo tipo de células.

Cuando las vesículas han penetrado en el interior celular, se dirigen hacia el orgánulo en el que tienen que ser procesadas. Durante los procesos de endocitosis y exocitosis, las bicapas lipídicas se acercan y se fusionan. No se conoce con exactitud si estos procesos necesitan energía, y es posible que haya sistemas proteicos especiales con esta misión.

Mientras tienen lugar estos transportes, suelen generarse fragmentos de membrana que son recuperados por la célula y se reciclan en otros puntos de la membrana plasmática.