La membrana celular contiene grandes números de moléculas proteicas insertadas en los lípidos . La bicapa lipídica constituye una barrera frente al movimiento de moléculas de agua entre los compartimientos del líquido extracelular e intracelular, aunque hay unas sustancias que pueden penetrarla y difundirse directamente a través de la propia sustancia lipídica. El transporte de moléculas de poca masa molecular se lleva a cabo mediante dos tipos de transporte: Transporte pasivo y Transporte activo.

Transporte pasivo

La DIFUSIÓN es un movimiento molecular de las sustancias a través de espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora.

Se efectúa a favor de gradiente y sin consumo de energía. Hay dos mecanismos:

• 1 Difusión simple. En ella el movimiento de las moléculas se produce a través de espacios intermoleculares sin ninguna interacción con las proteínas transportadoras de la membrana. Se produce a través de los intersticios de la bicapa lipídica. Sustancias con bajo peso molecular y sin carga o con carga neta cero (oxígeno, dióxido de carbono, etanol…) se deslizan entre los fosfolípidos de membrana. Son moléculas que tienen una liposolubilidad elevada, directamente proporcional a la velocidad de difusión de cada una de ellas a través de la membrana.

Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideas, fármacos liposolubles y sustancias apolares como el O2 y el N2. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el CO2 y el Etanol, también atraviesan la membrana por difusión simple.

• Difusión facilitada. Se realiza a través de proteínas integrales de membrana que permiten el paso a diferentes sustancias polares o con carga eléctrica a favor de gradiente. son de 2 tipos:
  • 3 CARRIERS o PERMEASAS, si permiten el paso de sustancias tras sufrir un cambio conformacional. La proteína se une a la molécula que va a transportar, sufre un cambio conformacional que posibilita la transferencia de la molécula de un lado a otro de la membrana. Sería el caso del transporte de la Glucosa a través de la membrana.
  • 2 PROTEÍNAS DE CANAL, si están siempre abiertas y forman canales o poros acuosos en la bicapa. Sin embargo, el diámetro de un poro y sus cargas eléctricas proporcionan una selectividad que permite solo el paso de ciertas moléculas a través de ellos. Veamos 2 ejemplos:
    • El canal del sodio mide solo de 0,3 a 0,5 nm de diámetro y sus superficies internas están revestidas con aminoácidos que tienen una carga intensamente negativa, las cuales arrastran pequeños iones de sodio deshidratados hacia el interior de estos canales.
    •  En la ósmosis el disolvente atraviesa una membrana semipermeable a través de canales específicos llamados ACUAPORINAS . Permite el paso de disolventes (agua), pero no de solutos. Cuando esta membrana separa medios de diferente concentración, el disolvente se difunde desde la solución más diluida a la más concentrada, equilibrando las concentraciones a ambos lados de la membrana. Las acuaporinas o canales de agua solo permiten el paso de agua por las membranas celulares. En las distintas células del cuerpo humano se han descubierto al menos 13 tipos diferentes de acuaporinas. La densidad de algunas acuaporinas en las membranas celulares no es estática, sino que se ve alterada según las diferentes condiciones fisiológicas.

Los medios acuosos separados por membranas semipermeables que poseen diferentes concentraciones se denominan:

• Hipertónicos, si tienen una elevada concentración de soluto con respecto a otros medios cuya concentración es inferior. En este caso la célula pierde agua hacia el exterior y puede morir por deshidratación. A este fenómeno se le conoce como:
  • CRENACIÓN (en células animales)
  • PLASMÓLISIS (en células vegetales).
• Hipotónicos, si contienen una concentración de soluto baja con respecto a otros medios que la tienen superior. El agua en este caso pasa al interior celular.
  • Las células vegetales tienen pared que limita su aumento de volumen y se vuelven TURGENTES.
  • Las células animales aumentan su volumen hasta llegar a romper la membrana (CITÓLISIS); si se trata de glóbulos rojos se denomina HEMÓLISIS.
• Isotónicos, si contienen la misma concentración de soluto a ambos lados de la membrana.

En otras palabras, la ósmosis es un proceso FÍSICO por el cual se nivela concentración de dos disoluciones. El agua de una disolución poco concentrada pasa la otra disolución que está muy concentrada. Para ello es imprescindible que entre ambas disoluciones haya una membrana semipermeable que sea permeable al agua (acuaporinas) e impermeable al soluto.

Transporte activo

Se produce en contra de gradiente y requiere consumo de energía (ATP, GTP o similar). Solo pueden hacerlo unas proteínas especializadas llamadas bombas. La más conocida es la bomba de sodio-potasio.