{"id":5886,"date":"2021-09-09T16:45:50","date_gmt":"2021-09-09T16:45:50","guid":{"rendered":"http:\/\/liceaga.facmed.unam.mx\/deptos\/fisiologia\/?p=5886"},"modified":"2025-09-01T18:08:58","modified_gmt":"2025-09-01T18:08:58","slug":"mecanismos-de-transporte-a-traves-de-la-membrana-celular-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fisiologia.facmed.unam.mx\/index.php\/mecanismos-de-transporte-a-traves-de-la-membrana-celular-2\/","title":{"rendered":"Mecanismos de transporte a trav\u00e9s de la membrana celular"},"content":{"rendered":"

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Objetivo de aprendizaje<\/span> <\/strong><\/h3>\n

Explicar el movimiento de iones y agua a trav\u00e9s de la membrana celular como un concepto fundamental de la fisiolog\u00eda.<\/p>\n

Resultado de aprendizaje\u00a0<\/strong><\/span><\/h3>\n

Explica los t\u00e9rminos de difusi\u00f3n y \u00f3smosis a trav\u00e9s de la experimentaci\u00f3n.<\/p>\n

Discute las caracter\u00edsticas estructurales de la membrana celular y los mecanismos de transporte a trav\u00e9s de ella.<\/p>\n

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Glosario de t\u00e9rminos<\/strong><\/p>\n

Difusi\u00f3n: <\/strong>Es el fen\u00f3meno en el que las mol\u00e9culas en disoluci\u00f3n se desplazan a favor de un gradiente de concentraci\u00f3n, no requiere una membrana.<\/p>\n

Difusi\u00f3n simple: <\/strong>Es el fen\u00f3meno en el que las mol\u00e9culas o iones pasan directamente a trav\u00e9s de la membrana, a favor del gradiente de concentraci\u00f3n.<\/p>\n

Difusi\u00f3n facilitada: <\/strong>Es el fen\u00f3meno en el que se requieren prote\u00ednas transmembranales para que algunas mol\u00e9culas puedan difundir a favor de un gradiente de concentraci\u00f3n, no requiere energ\u00eda.<\/p>\n

\u00d3smosis: <\/strong>Se define como el paso de agua desde una soluci\u00f3n de baja concentraci\u00f3n de soluto hacia una soluci\u00f3n de alta concentraci\u00f3n de soluto, separadas ambas soluciones por una membrana semipermeable.<\/p>\n

Ion: <\/strong>Son \u00e1tomos o grupos de \u00e1tomos que tienen una carga el\u00e9ctrica. Los iones con una carga positiva se denominan cationes y los que tienen carga negativa se denominan aniones.<\/p>\n

Osmolaridad: <\/strong>Es la medida usada para expresar la concentraci\u00f3n total de sustancias en disoluciones (osmoles\/litro). En un organismo normal la concentraci\u00f3n est\u00e1 alrededor de 290 miliosmoles.<\/p>\n

Osmolalidad: <\/strong>Es la concentraci\u00f3n molar del conjunto de mol\u00e9culas osm\u00f3ticamente activas en un kilogramo de solvente.<\/p>\n

Ecuaci\u00f3n de Van\u00b4t Hoff: <\/strong>Se utiliza para calcular la presi\u00f3n osm\u00f3tica en sustancias con electrolitos:<\/p>\n

\u03c0 = CGRT<\/strong><\/p>\n

Donde: C<\/strong>= concentraci\u00f3n total de solutos, G<\/strong>= constante que representa el grado de disociaci\u00f3n de un electrolito, R<\/strong>= constante de los gases, T<\/strong>= temperatura en grados Kelvin.<\/p>\n

    \n
  1. \n
      \n
    1. Introducci\u00f3n<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n
        <\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n

        Debido a sus caracter\u00edsticas fisicoqu\u00edmicas, el agua se considera como el disolvente universal. En los sistemas biol\u00f3gicos, esta premisa es importante ya que el agua corresponde al principal componente. En el var\u00f3n adulto promedio, el agua constituye del 50 al 70 % de la masa o peso corporal total (PCT). Dicho porcentaje se puede dividir en l\u00edquido intracelular (LIC = 40% del PCT) y l\u00edquido extracelular (LEC = 20 % del PCT), subdividida a su vez en agua plasm\u00e1tica (5% del PCT) y agua intersticial (15% de PCT), esto se puede observar en la figura 1.<\/p>\n

        \"\"<\/p>\n

        Figura 1. Distribuci\u00f3n de agua en los compartimientos corporales. <\/strong>Los hombres tienen aproximadamente 60% de agua en el organismo, mientras que las mujeres tienen un menor porcentaje rondando el 55%. De esta cantidad de agua, 2\/3 corresponder\u00e1n a LIC y 1\/3 a LEC, del cual el 80% se encontrar\u00e1 en el l\u00edquido intersticial y 20% en el plasma.<\/p>\n

         <\/p>\n

        El contenido de agua y solutos en estos compartimentos no es est\u00e1tico, cambian debido a su movimiento por los procesos de difusi\u00f3n (solutos) y \u00f3smosis (solvente).<\/p>\n

        El transporte de solutos se clasifica en pasivo si no requiere energ\u00eda metab\u00f3lica o activo si requiere la hidr\u00f3lisis de ATP. La difusi\u00f3n simple y facilitada son ejemplos de transporte pasivo; mientras que, el transporte activo se divide en primario o secundario (figura 2).<\/p>\n

        La difusi\u00f3n simple<\/strong> es el proceso por el cual un gas o un soluto disuelto se expande como consecuencia del movimiento aleatorio (energ\u00eda cin\u00e9tica) de sus mol\u00e9culas hasta llenar todo el espacio disponible, por lo cual no requiere atravesar una membrana.<\/p>\n

        La difusi\u00f3n facilitada<\/strong> ocurre cuando un soluto difunde a trav\u00e9s de una membrana semipermeable gracias a prote\u00ednas transportadoras a favor de su gradiente de concentraci\u00f3n, de lo contrario, s\u00f3lo ser\u00e1 posible su traslado por medio de transporte activo.<\/p>\n

        Por otro lado, el movimiento neto de agua a trav\u00e9s de la membrana semipermeable se conoce como \u00f3smosis<\/strong>. Este movimiento requiere un gradiente de concentraci\u00f3n de solutos, de tal manera, que el paso de agua ir\u00e1 del lugar donde hay menos solutos a donde hay m\u00e1s.<\/p>\n

        \"\"<\/p>\n

        Figura 2. Diagrama que esquematiza los diferentes tipos de transporte. <\/strong>El transporte de part\u00edculas se puede clasificar en pasivo si no requiere energ\u00eda metab\u00f3lica y activo si utilizar\u00e1 energ\u00eda. Dentro del transporte pasivo podemos describir a la difusi\u00f3n simple y facilitada. El transporte activo se puede clasificar como primario o secundario.<\/p>\n

        El movimiento de agua a trav\u00e9s de la membrana plasm\u00e1tica determina el volumen celular. La regulaci\u00f3n de dicho volumen es muy importante, ya que las c\u00e9lulas animales no pueden soportar la entrada de grandes cantidades de agua, debido a que entran en un estado de turgencia (es decir, se hinchan), e inclusive, pueden llegar a lisarse (explotar). Si una c\u00e9lula es colocada en un medio con una concentraci\u00f3n de solutos mayores (hipert\u00f3nico) que aquellos que hay en el espacio intracelular y la membrana es poco permeable a dicho soluto, el agua intracelular saldr\u00e1 de la c\u00e9lula. En cambio, si es colocada en una soluci\u00f3n con menor concentraci\u00f3n de solutos (hipot\u00f3nico) en comparaci\u00f3n con los que est\u00e1n presentes en el interior celular, el agua de la soluci\u00f3n entrar\u00e1 en la c\u00e9lula (figura 3). El movimiento del agua en estas condiciones se denomina \u00f3smosis, la presi\u00f3n necesaria para evitar dicho movimiento se denomina presi\u00f3n osm\u00f3tica (ecuaci\u00f3n de Van\u00b4t Hoff, encontrada en el glosario).<\/p>\n

        \"\"<\/strong><\/p>\n

        Figura 3. Ejemplo de \u00f3smosis en los eritrocitos en diferentes medios con distinta tonicidad<\/strong>. La tonicidad es la osmolaridad de una soluci\u00f3n comparada con la osmolaridad del plasma.<\/p>\n

        Los solutos que promueven el movimiento de agua de un lado al otro de la c\u00e9lula son denominados osm\u00f3ticamente activos. Es importante aclarar que la cantidad de part\u00edculas osm\u00f3ticamente activas no siempre es igual a la concentraci\u00f3n de dicho soluto. Por ejemplo, la sal com\u00fan (cuya f\u00f3rmula qu\u00edmica es NaCl) tiene por cada mol\u00e9cula de sal dos part\u00edculas osm\u00f3ticamente activas, los iones sodio y cloruro. La cantidad de part\u00edculas osm\u00f3ticamente activas por litro de agua se denomina osmolaridad<\/strong>. Recordemos que el agua es una mol\u00e9cula anfip\u00e1tica, lo que quiere decir que tiene una carga negativa (O–<\/sup>) y positiva (H+<\/sup>) por lo que puede ser atra\u00edda por cargas tanto positivas como negativas.<\/p>\n

        Los iones que se mueven a trav\u00e9s de la membrana celular adem\u00e1s poseen carga el\u00e9ctrica, el Na+<\/sup> por ejemplo tiene carga positiva, mientras que el Cl–<\/sup> est\u00e1 cargado negativamente. Los iones presentes al interior y exterior celular se encuentran por lo tanto en diferente concentraci\u00f3n qu\u00edmica y con diferentes cargas el\u00e9ctricas. La diferencia de concentraci\u00f3n qu\u00edmica en ambos lados de la membrana promueve el movimiento de los iones, generando as\u00ed cambios r\u00e1pidos en las cargas acumuladas a ambos lados de la membrana (polarizaci\u00f3n de la membrana), dichos cambios provocan una diferencia de voltaje que se conoce como potencial de membrana<\/strong>. As\u00ed, el movimiento de los iones provoca un potencial de membrana generado por difusi\u00f3n.<\/p>\n

         <\/p>\n

          \n
        1. Actividades en la sesi\u00f3n<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

          Se recomienda dividir al grupo en equipos para que cada equipo realice un experimento, o en su caso seleccionar alguno de los experimentos para trabajar de forma grupal y favorecer el desarrollo del resultado de aprendizaje.<\/p>\n

          Experimento 1. Factores que influyen en la difusi\u00f3n de una mol\u00e9cula en soluci\u00f3n<\/strong>: Temperatura<\/strong><\/p>\n

          Material: 2 vasos de pl\u00e1stico transparente, agua destilada a temperatura ambiente, agua destilada caliente y colorante l\u00edquido. <\/em><\/p>\n

          En un vaso de precipitados coloca la mitad de su volumen en agua a temperatura ambiente, en otro vaso coloca la misma cantidad de agua a temperatura elevada (se recomienda calentar hasta punto de ebullici\u00f3n y dejar reposar 10 min antes de usarse). Adiciona a cada vaso una gota de colorante<\/strong> y registre el tiempo en que ocurre la difusi\u00f3n del colorante.<\/p>\n

          \u00bfEn cu\u00e1l experimento difundir\u00e1 m\u00e1s r\u00e1pido el colorante?, \u00bfpor qu\u00e9?<\/p>\n

          \u00bfEs posible saber la velocidad de difusi\u00f3n del colorante?, \u00bfc\u00f3mo la obtendr\u00edas?<\/p>\n

          Experimento 2. \u00d3smosis en una membrana biol\u00f3gica <\/strong><\/p>\n

          Material: 1 huevo (se proporcionan dos por si la membrana se rompe),1 popote transparente, 1 barra de silic\u00f3n, 1 pistola para silic\u00f3n, colorante l\u00edquido, vaso de precipitados donde quepa el huevo, agua destilada y tijeras.<\/em><\/p>\n

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          1. Tome un huevo y retire cuidadosamente un poco del cascar\u00f3n sin romper la membrana que separa el cascar\u00f3n de la clara, de preferencia hacer esto en el extremo m\u00e1s ancho, ya que es m\u00e1s f\u00e1cil romper el cascar\u00f3n sin romper la membrana (figura 4A).<\/li>\n
          2. Posteriormente, perfora el v\u00e9rtice opuesto de manera que sea posible introducir un popote al interior del huevo, el popote en el huevo debe estar en contacto con la clara, sin romper la yema. Sella herm\u00e9ticamente el espacio entre el popote y el huevo con ayuda de la pistola de silic\u00f3n y vierte un poco de agua con colorante en el popote hasta ver con claridad un nivel de agua en el popote (figura 4B).<\/li>\n
          3. Finalmente, coloca el huevo con la membrana expuesta hacia abajo dentro del vaso previamente llenado con agua destilada a temperatura ambiente. Es importante que la membrana est\u00e9 sumergida en el agua (Figura 4C).<\/li>\n<\/ol>\n

            \"\"<\/p>\n

              \n
            1. \n