El transporte a través de la membrana

El transporte a través de la membrana es el conjunto de maneras que tiene una célula de meter y sacar cosas. La membrana es una doble capa de grasa, y la grasa no deja pasar ni el agua ni la sal ni el azúcar. Sin embargo, la célula necesita que entren la glucosa y el oxígeno y que salgan el dióxido de carbono y los desechos, y además mantener dentro una composición muy distinta de la de fuera. Todo eso lo consigue con dos mecanismos: dejar pasar lo que va cuesta abajo y pagar por lo que va cuesta arriba.

Cuesta abajo quiere decir de donde hay más a donde hay menos. Las moléculas se mueven al azar, y el resultado de ese movimiento es que acaban repartidas por igual: es la difusión, lo mismo que hace una gota de tinta en un vaso de agua. Las moléculas pequeñas y sin carga, como el oxígeno, el dióxido de carbono o el alcohol, atraviesan la grasa de la membrana por sí solas. Es así como el oxígeno pasa de los pulmones a la sangre y de la sangre a cada célula, sin que nada lo empuje.

El agua es un caso especial, y tiene nombre propio: la ósmosis. El agua pasa a través de la membrana hacia donde hay más sales o azúcares disueltos, como si quisiera diluirlos. Un glóbulo rojo en agua pura se hincha hasta estallar, porque el agua entra a diluir su interior; en agua muy salada se arruga, porque el agua sale. Por eso el suero que se pone en un hospital tiene exactamente la misma concentración que la sangre. Las plantas usan la ósmosis para tensarse y sostenerse, y una lechuga en agua se pone tersa mientras que con sal se ablanda. Peter Agre descubrió en 1992 que el agua no pasa solo por la grasa, sino por unos canales de proteína hechos a su medida, las acuaporinas; los riñones tienen millones.

Lo que no puede atravesar la grasa, los iones y las moléculas grandes, pasa por proteínas incrustadas en la membrana. Los canales son túneles que se abren y se cierran y dejan pasar un solo tipo de ion, el sodio o el potasio o el calcio; una neurona dispara abriendo canales de sodio en un milisegundo. Los transportadores son proteínas que agarran la molécula por un lado, cambian de forma y la sueltan por el otro; la glucosa entra así en todas nuestras células. Estos dos mecanismos siguen siendo cuesta abajo y no gastan energía.

Cuesta arriba, contra la concentración, hay que pagar. Las bombas son transportadores que gastan ATP para mover algo hacia donde ya hay mucho. La más importante es la bomba de sodio y potasio: saca tres sodios y mete dos potasios en cada ciclo, y trabaja sin parar en todas las células. Un tercio de la energía que gasta el cuerpo en reposo se va en mantenerla, y en el cerebro es más de la mitad. Es la que mantiene el interior de la célula con mucho potasio y poco sodio, la diferencia que hace posible que los nervios transmitan y los músculos se contraigan. El veneno de la digital, una planta, la bloquea, y en dosis pequeñas se usa desde el siglo XVIII para el corazón.

Para lo muy grande, la célula no usa proteínas sino la membrana entera. Envuelve el bulto en una bolsa de membrana y se lo traga, que es la endocitosis, o funde una bolsa con la membrana y suelta su contenido fuera, que es la exocitosis. Un glóbulo blanco se come una bacteria así, y una neurona libera así sus mensajeros. Cuando la bomba de sodio y potasio falla, como ocurre sin oxígeno, la célula se hincha de agua y muere: es lo que pasa en un infarto, minuto a minuto.

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