Mecanismos de transporte a través de membranas biológicas

De la misma manera en que la membrana celular es la barrera que separa el fluido intracelular del extracelular, los epitelios son las barreras que separan el medio interno del organismo del medio externo. El transporte de solutos y agua a través de los epitelios tiene por tanto un importantísimo papel en el mantenimiento de la homeostasis del medio interno. 

Debido a que las composiciones del medio externo y del medio interno son diferentes y que el mantenimiento de estas diferencias es esencial para la vida, todos los epitelios están expuestos a gradientes de concentración química y de potencial eléctrico entre su lado luminal (medio externo) y su lado intersticial (medio interno). Por ello, el gradiente electroquímico existente en la membrana apical es distinto al de la membrana basolateral, ya que aunque ambas comparten el citoplasma celular a un lado de la membrana, están expuestas a fluidos de distinta composición química al otro lado. 

El mantenimiento de los gradientes electroquímicos en las membranas apical y basolateral es posible porque todos los epitelios comparten, además de la presencia de uniones herméticas, tres características básicas que son esenciales para su funcionalidad. En primer lugar, la presencia exclusiva de la Na + ,K + -ATPasa en la membrana basolateral de todos los epitelios, con la notable excepción del plexo coroideo. 

En segundo lugar, la abundancia de canales de K + en la membrana basolateral, que son independientes de voltaje y reciclan el K + introducido en la célula por la Na + ,K + -ATPasa, creando un gradiente de K + en la membrana basolateral. Este gradiente de K + es el principal determinante de la diferencia de potencial en esta membrana (unos 50-60 mV con el interior negativo respecto al exterior). 

En tercer lugar, todas las células epiteliales mantienen una concentración intracelular de Na + que ronda entre 10-30 mM, muy inferior a la del fluido extracelular. Este efecto es también debido a la actividad Na + ,K + -ATPasa. El gradiente de Na + es utilizado como fuerza motriz para la entrada de Na + a través de canales de Na + apicales y para el transporte secundario activo de otros solutos, tanto en la membrana apical (ejemplos: cotransportador de Na + y glucosa, intercambiador de Na + y H + , cotransportador de Na + , K + y Cl - ) como en la basolateral (ejemplo, el intercambiador de Na + y Ca 2+ ). 

Mecanismos de transporte a través de membranas biológicas