Las células (sobre todo las heterótrofas)
obtienen el alimento de dos formas: por absorción de pequeñas
moléculas a través de la membrana, o por ingestión
de macromoléculas y partículas.
Absorción de pequeñas moléculas.
A través de la membrana celular, la célula
selecciona las moléculas que entran y salen de ésta, es
decir lleva a cabo una permeabilidad selectiva.
Según los requerimientos energéticos se
diferencian dos modalidades de transporte a nivel de membrana:
1. Transporte pasivo. No consume energía, ya que es un
proceso de difusión en el que las moléculas pasan de un
lado al otro de la membrana a favor de un gradiente de concentración
o un gradiente eléctrico (cargas iónicas). La suma de
ambos gradientes constituye el gradiente electroquímico, cuya
fuerza determina la dirección e intensidad del flujo. Dentro
del transporte pasivo se diferencian:
Difusión simple. Las moléculas pasan a través
de la bicapa lipídica de la membrana, sin que intervengan las
proteínas. Así se difunden el O2, el CO2,
el H2O, la urea, etc.
Difusión facilitada. El transporte se lleva a cabo gracias
a la intervención de unas proteínas
transportadoras, que pueden ser de dos tipos:
Proteínas de canal, que son pequeños poros
que permiten el paso fundamentalmente de iones inorgánicos
(Na+, K+, Cl-, Ca2+),
por lo que también se denominan canales
iónicos, y se abren o se cierran en respuesta a estímulos
eléctricos o a moléculas transmisoras.
Proteínas transportadoras o permeasas, que
permiten el paso de solutos orgánicos mediante un cambio en
la forma de la molécula transportadora.
Figura 14: Modalidades de transporte a través
de la membrana plasmática
2. Transporte activo. Requiere un aporte energético,
ya que se lleva a cabo en contra del gradiente electroquímico.
Siempre ocurre mediante proteínas transportadoras especiales
acopladas a una fuente de energía, como la hidrólisis
del ATP. Así bombean sustancias de un lugar a otro de la membrana.
La "bomba" más importante en las células animales
es la llamadabomba de Na+-K+ que, mediante
la energía aportada por cada ATP, bombea 3 Na+ hacia
el exterior y 2 K+ hacia el interior. De este modo se consigue
un diferencial de potencial eléctrico, con el interior negativo
en relación al exterior. Las finalidades de esta bomba son, entre
otras, regular la presión osmótica, bombeando más
iones hacia afuera que hacia adentro para equilibrar las concentraciones;
y permitir que las neuronas y las fibras musculares sean eléctricamente
excitables, debido a la diferencia de cargas entre el interior y el
exterior.
Figura 15: Esquema de la bomba de Na+-K+, implicada
en el transporte activo
Ingestión de macromoléculas y partículas
Las células también pueden ingerir moléculas y
partículas más o menos grandes mediante el proceso de endocitosis,
en el que se diferencian dos modalidades:
Pinocitosis. Consiste en la ingestión
de gotitas de líquido y sustancias disueltas, formándose
hacia el interior de la célula, una tras otra, pequeñas
vesículas pinocíticas o endosomas
tempranos. Este proceso ocurre en casi todas las células eucariotas,
especialmente en las animales, pero también a veces en las
vegetales.
Fagocitosis. Consiste en la ingestión
de grandes partículas, como restos celulares o microorganismos,
formándose fagosomas o vacuolas fagocíticas. Tiene lugar
en protozoos, para la nutrición, y en ciertas células
especializadas de los animales (fagocitos), como mecanismo de defensa.
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