Transporte Celular: Mecanismos de Endocitosis y Exocitosis

Transporte Activo

El transporte activo se realiza en contra del gradiente de concentración y con consumo de energía metabólica. Las proteínas transportadoras se denominan bombas, siendo las más importantes las que transportan los cationes sodio (Na⁺), potasio (K⁺), calcio (Ca²⁺) y protones (H⁺).

Bomba de Na⁺ - K⁺

Las células animales tienen una alta concentración de K⁺ y una baja concentración de Na⁺. Estos gradientes se generan por la bomba de Na⁺ - K⁺, debido a que el movimiento de ambos iones es simultáneo. Se bombean 3 Na⁺ hacia el exterior y 2 K⁺ hacia el interior, con hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na⁺ y K⁺ tiene una gran importancia fisiológica. Las células animales gastan más del 30% del ATP que producen para bombear estos iones. Las principales funciones de la bomba de Na⁺ - K⁺ son:

• Control del volumen celular: La expulsión de Na⁺ es necesaria para mantener el balance osmótico y estabilizar el volumen celular.
• Generación de potencial de membrana: La energía potencial almacenada en el gradiente de Na⁺ y K⁺ generado por la bomba permite que las células nerviosas y musculares sean eléctricamente excitables e impulsa el transporte activo de glucosa y aminoácidos hacia el interior de algunas células.

Transporte de Macromoléculas y Partículas

El proceso por el cual las células fijan e ingieren macromoléculas y partículas del medio recibe el nombre de endocitosis, y por el que segregan las macromoléculas al exterior, exocitosis.

Endocitosis

La endocitosis es la ingestión de macromoléculas y partículas mediante la invaginación de una pequeña región de la membrana que luego se estrangula formando una nueva vesícula intracelular. Según el tamaño de las vesículas, se distinguen:

• Pinocitosis: Consiste en la ingestión de líquidos y solutos mediante pequeñas vesículas. Se produce en regiones especializadas de la membrana plasmática, denominadas depresiones revestidas. Estas regiones son depresiones de la membrana plasmática recubiertas por una proteína llamada clatrina, que está formando una especie de cesto responsable de la invaginación y estrangulación de la membrana plasmática para formar vesículas endocíticas revestidas.
• Fagocitosis: Consiste en la ingestión de grandes partículas llamadas fagosomas. Se da en muchos protozoos para ingerir partículas alimenticias y en ciertos leucocitos para ingerir y destruir microorganismos. Para que se produzca la fagocitosis deben existir en la superficie celular receptores específicos para las sustancias a englobar. Cuando una partícula se une a los receptores de la superficie del fagocito, induce a este a emitir pseudópodos que engloban a la partícula, formando un fagosoma. El fagosoma se une con uno o más lisosomas y su contenido es digerido y utilizado como alimento por la célula.
• Transcitosis: Es el paso de moléculas de un polo a otro de la célula, pasando por el citoplasma. Ocurre solo en células del endotelio de los capilares sanguíneos.

La endocitosis también permite la incorporación de macromoléculas o partículas específicas tras su unión a proteínas receptoras de la membrana plasmática, proceso llamado endocitosis mediada por el receptor.

Exocitosis

La exocitosis consiste en la fusión de vesículas intracelulares con la membrana plasmática y la liberación de su contenido al medio extracelular. Las moléculas segregadas pueden:

• Adherirse a la superficie celular y pasar a formar parte de la cubierta celular.
• Incorporarse a la matriz extracelular.
• Difundirse hacia el medio interno sirviendo como alimento a otras células.
• Difundirse hacia el exterior, como las enzimas digestivas.