Tansporte activo a través de membrana

Como se vio en el capítulo anterior, algunas moléculas de pequeño tamaño son capaces de ser transportadas a través de la bicapa lipídica sin gasto de energía (transporte pasivo). En este capítulo se estudiarán aquellas cuyo paso a través de la bicapa sí requiere un gasto de energía (transporte activo).

El transporte activo se realiza en contra de gradiente y con consumo de energía metabólica. Las proteínas transportadoras que intervienen se denominan bombas, siendo las más importantes las que transportan los cationes sodio, potasio, calcio y protones. A continuación se estudia, como ejemplo de transporte activo, la bomba de Na⁺-K⁺.

La mayoría de las células animales tienen una alta concentración de K⁺ y una baja concentración de Na⁺ con respecto al medio externo. Estos gradientes se generan por la llamada bomba de sodio - potasio, debido a que el movimiento de ambos iones se produce simultáneamente. Se bombean 3 Na⁺ hacia el exterior y dos K⁺ hacia el interior, con la hidrólisis acoplada de ATP. La bomba de Na⁺ - K ⁺ tiene actividad enzimática de ATPasa y por esto se denomina también ATPasa de NA⁺-K⁺.
El transporte activo de Na⁺ y K⁺ tiene gran importancia fisiológica. De hecho, todas las células animales gastan más del 30% del ATP que producen (y las células nerviosas más del 70%) para bombear estos iones.

Bomba de sodio - potasio

Las principales funciones de la bomba de Na⁺-K⁺ son:

• Controla el volumen celular. La expulsión de Na⁺ es necesaria para mantener el balance osmótico y estabilizar el volumen celular. Si se inhibe el funcionamiento de la bomba de Na⁺-K⁺ las células animales, que no poseen grandes paredes, se hinchan y revientan.
  
  
• Por otra parte, la energía potencial almacenada en el gradiente de Na⁺-K⁺ generado por la bomba:
  
  • Permite que las células nerviosas y musculares sean eléctricamente excitables.
    
  • Impulsa el transporte activo de glucosa y aminoácidos hacia el interior de algunas células. En las células del epitelio intestinal el transporte activo de glucosa se realiza mediante un sistema de cotransporte unidireccional: el Na⁺ tiende a penetrar en la célula de forma pasiva (a favor de gradiente electroquímico) y, en cierto sentido, arrastra consigo a la glucosa (en contra de su graciente).