Transporte facilitado por proteínas

Proteínas de canal

Son estructuras proteicas que forman un conducto en la membrana a través del cual se desplazan iones a favor del gradiente electroquímico. Este proceso ocurre sin gasto de energía (transporte pasivo).Los canales pueden estar siempre abiertos o pueden ser regulados por distintos tipos de estímulos, son altamente específicos y no se saturan (Figura 7).

Figura 7. Funcionamiento de una proteína de canal.

Proteínas de transporte

Estas proteínas permiten la difusión facilitada y el transporte activo. Además, poseen uno o más sitios de unión específicos para las sustancias que transportarán, se saturan y pueden ser bloqueadas.

Difusión facilitada

Es una forma de transporte pasivo (sin gasto de energía) en la cual el soluto es captado y trasladado por una proteína transportadora o carrier a favor del gradiente químico, físico o eléctrico, experimentando en el proceso un cambio en su conformación (Figura 8).

Figura 8. Difusión facilitada de la glucosa. Se muestra en tres momentos la acción de una proteína carrier o transportadora destacando su cambio conformacional.

Transporte activo

Se realiza en contra el gradiente de concentración, químico o eléctrico y por ello deben utilizar alguna fuente de energía. Se distinguen dos tipos de transporte activo: primario y secundario.

Transporte activo primario

Las células animales mantienen concentraciones de Na+ y K+ intracelulares que difieren mucho de las concentraciones extracelulares (Tabla 2). Es por ello que la bomba de Na+/K+ ATPasa adquiere una vital importancia ya que mantiene estas concentraciones de ambos iones tanto en el LIC (líquido intracelular) como en el LEC (líquido extracelular). El transporte que realiza esta bomba corresponde a un transporte activo primario, el cual se realiza directamente acoplado al gasto energético.

Medio intracelular Medio extracelular
Na+ 10 mmol/L 150 mmol/L
K+ 140 mmol/L 4 mmol/L
Tabla 2. Concentraciones intracelulares y extracelulares de Na+ y K.+

La bomba de Na+/K+ ATPasa acopla el transporte de Na+ hacia el exterior con el transporte de K+ hacia el interior (antiporte) ambos en contra de su gradiente de concentración. El proceso se realiza con consumo de ATP (Figura 9). Esta actividad mantiene el potencial de membrana y hace posible que funcionen procesos de transporte activo secundario.

Figura 9. Transporte activo primario. Un ejemplo corresponde al funcionamiento de la bomba Na+/K+ ATPasa.

Transporte activo secundario

Muchas moléculas son transportadas en contra del gradiente, aprovechando una situación creada por un transporte activo primario (Figura 10).
El gradiente de concentración de Na+ establecido por transporte activo primario constituye la fuerza motriz para el transporte activo secundario de la glucosa. El movimiento de glucosa a través de la membrana en contra de su gradiente de concentración está acoplado por una proteína de cotransporte al movimiento de Na+ hacia adentro de la célula.

Figura 10. Dos tipos de transportadores de glucosa permiten que las células epiteliales intestinales transfieran glucosa a través de la mucosa intestinal. La glucosa se transporta activamente hacia el interior de las células mediante simportadores de glucosa impulsados por Na+ localizados en la superficie apical y egresa de la célula a favor de su gradiente de concentración mediante la acción de uniportadores de glucosa pasivos localizados en las superficies basal y lateral. Ambos tipos de transportadores de glucosa están separados en la membrana plasmática por uniones estrechas.
Existe una clasificación respecto de los tipos de transporte según sea la cantidad y la direccionalidad de las moléculas que se van a transportar (Figura 11).

Puede ser un mecanismo de transporte uniporte si transporta una sola molécula a favor de gradiente o puede tratarse de cotransporte cuando dos moléculas distintas son transportadas y una de ellas aprovecha el gradiente de concentración de la otra. Si las dos viajan en un mismo sentido tenemos un cotransporte simporte y si lo hacen en sentido contrario antiporte.

Figura 11. Tipos de transporte que es llevado a cabo por las proteínas transportadoras.