Organizacin funcional del cuerpo humano y control del

Organización funcional del cuerpo humano y control del “ medio interno” El objetivo de la fisiología es comprender la función de los seres vivos y sus partes. Una característica diferenciadora de la fisiología es que pretende integrar las funciones de todas las partes del cuerpo para comprender el cuerpo humano en conjunto. La células son las unidades vivas del cuerpo. Cada órgano es un agregado de muchas células unidas por estructuras intercelulares de soporte. Están coordinadas por varios sistemas de regulación. Todas ellas tienen características básicas parecidas. Por ejemplo: 1) el oxígeno se combina con los productos derivados de la grasa, los hidratos de carbono o las proteínas; 2) casi todas las células tienen capacidad de reproducirse, y 3) las células están bañadas por el líquido extracelular, cuyos componentes están controlados de forma muy precisa.

Mecanismos “ Homeostáticos “ de los principales Sistemas Funcionales Es necesario saber que todos los órganos y tejidos del cuerpo realizan funciones que ayudan a mantener los componentes del líquido extracelular (L. E), que es los que se conoce como homeostasis. Sistema de transporte del líquido extracelular. El sistema circulatorio. El L. E se transporta por todo el cuerpo en dos etapas. 1) el movimiento de la sangre por el sistema circulatorio, y 2) es el movimiento de líquidos entre los capilares sanguíneos y las células.

Origen de los nutrientes del líquido extracelular • l. sistema respiratorio, E • 2. tracto gastrointestinal digiere los alimentos y absorbe los distintos nutrientes, E • 3. hígado modifica la composición química de muchas de las sustancias absorbidas, transformándolas en otras que pueden utilizarse mejor. Y, otros tejidos del cuerpo, como los adipocitos, los riñones y las glándulas endocrinas, ayudan a modificar las sustancias absorbidas o las almacenan hasta que se necesiten. E • 4. sistema musculoesquelético. Sin este sistema, el cuerpo no podría moverse hacia el lugar adecuado para obtener los alimentos que necesita para la nutrición. E

Eliminación de los productos finales del metabolismo. Los riñones regulan la composición del líquido extracelular mediante el control de la excreción de sales, agua y los productos de desecho de las reacciones químicas. . El sistema respiratorio no sólo proporciona oxígeno al líquido extracelular sino que también elimina el dióxido de carbono producido por las células. Regulación de las funciones corporales. El sistema nervioso controla la actividad del sistema muscular, y por lo tanto la locomoción. También controla el funcionamiento de muchos órganos internos por medio del sistema nervioso autónomo, nos permite sentir nuestro medio interno, externo y la inteligencia.

. Las glándulas endocrinas segregan las hormonas que controlan muchas funciones metabólicas de las células, como el crecimiento, el ritmo metabólico y ciertas actividades especiales relacionadas con la reproducción. Las hormonas se segregan el torrente sanguíneo. . El sistema inmunitario también actúa como un sistema regulador. . El sistema tegumentario, que está formado fundamentalmente por la piel; también, actúa como un medio importante de regulación de la temperatura corporal. Reproducción. El sistema reproductor permite la formación de nuevos seres similares a nosotros mismos; podemos considerar esto como una función homeostática.

Sistemas de Control del Cuerpo Existen miles de sistemas de control esenciales para la homeostasis, por ejemplo los sistemas genéticos, otros actúan dentro de los órganos. La regulación de las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono en el líquido extracelular. En este ejemplo el sistema respiratorio actúa asociado al sistema nervioso. Cuando la concentración de dióxido de carbono aumenta por encima de los valores normales, el centro respiratorio se excita. Valores normales de los componentes más importantes del líquido extracelular Cuadro 1 -1 Algunos de los principales constituyentes del líquido intersticial y sus características físicas, intervalos normales de control y límites no letales aproximados durante períodos cortos

Eliminación de los productos finales del metabolismo Unidades Oxígeno Valor normal Intervalo normal Límites no letales aproximados mm. Hg 40 35 -45 10 -1000 Dióxido de carbono mm. Hg 40 35 -45 5 -80 142 138 -146 Sodio mmol/L Potasio mmol/L 4. 2 3. 8 -5. 0 1. 5 -9. 0 Calcio mmol/L 1. 2 1. 0 -1. 4 0. 5 -2. 0 Cloruro mmol/L 108 103 -112 70 -130 Bicarbonato mmol/L 28 24 -32 8 -45 Glucosa mmol/L 85 75 -95 20 -1500 Temperatura corporal o. C(o. F) Ácido-base p. H 37. 0(98. 4) 7. 4 37. 0(98 -98. 8) 7. 3 -7. 5 115 -175 18. 3 -43. 3(65 -110) 6. 9 -8. 0

Características de los sistemas de control La mayoría de los sistemas de control, actúan mediante una retroalimentación negativa. En la regulación de la concentración de dióxido de carbono, una concentración elevada de dióxido de carbono en el líquido extracelular aumenta la ventilación pulmonar, lo que a su vez hace que la concentración de dióxido de carbono vuelva a un valor normal. Los sistemas de control antealimentados se anticipan a los cambios. Debido a la enorme cantidad de interconexiones entre los diferentes sistemas de control, el control total de una función corporal concreta puede ser más complejo de lo que podría esperarse simplemente por retroalimentación negativa, por ejemplo, algunos movimientos del cuerpo se producen tan rápidamente que no hay tiempo suficiente para que los impulsos nerviosos viajen desde las partes periféricas del cuerpo hasta el cerebro y luego vuelvan a ellas a tiempo para controlar dichos movimientos. Por consiguiente, el cerebro utiliza un control de antealimentación para producir las contracciones musculares. Esto también se llama control adaptativo, que es, necesario, en cierto sentido, una retroalimentación negativa tardía.

AUTOMATISMO DEL CUERPO El cuerpo humano tiene entre 75 y 100 billones de células organizadas en diferentes estructuras funcionales, las más grandes de las cuales se llaman órganos. Cada estructura funcional u órgano, tiene un papel en el mantenimiento de un medio interno constante. Mientras se mantenga la homeostasis, las células del cuerpo continuarán viviendo y funcionando de manera adecuada. Así, cada célula se beneficia de la homeostasis y, a su vez, cada célula contribuye, en la parte que le corresponde, al mantenimiento de la homeostasis. Esta reciprocidad proporciona un automatismo continuo del cuerpo, hasta que uno o más sistemas funcionales pierden su capacidad de contribuir con su parte correspondiente. Si esto ocurre, lo sufren todas las células del cuerpo. Una disfunción extrema conduce a la muerte, mientras que una disfunción moderada produce una enfermedad.

LA CÉLULA Y SU FUNCIÓN Organización de la Célula La célula presenta: el núcleo y su citoplasma separados por la membrana nuclear. El Protoplasma, que básicamente está formado por: Agua, que en la mayoría de las células constituye entre el 70 % y el 85 %. de su volumen. Electrólitos, los componentes químicos inorgánicos necesarios para las reacciones celulares, tenemos: potasio, magnesio, fosfato, sulfato, bicarbonato, y pequeñas cantidades de sodio, cloruro y calcio. Proteínas, que constituyen del 10 al 20 % de la masa celular. Pueden dividirse en dos tipos: proteínas estructurales y proteínas globulares (que son fundamentalmente enzimas). Lípidos, que es de un 2 % de la masa celular. En los adipocitos (células grasas o adiposas), los triglicéridos pueden suponer hasta un 90 % de la masa celular. Hidratos de carbono, es de 1 % de la masa celular, aunque en las células musculares pueden representar hasta el 3% y en las células del hígado hasta el 6%.

Estructura Física de la Célula La célula contiene orgánulos; son: la membrana celular, la membrana nuclear, el retículo endoplásmico (RE), el aparato de Golgi, las mitocondrias, los lisosomas y los centríolos. Las células y sus orgánulos están rodeados por membranas formadas por lípidos y proteínas. Éstas son: la membrana celular, la membrana nuclear, y las membranas del RE, de las mitocondrias, de los lisosomas y del aparato de Golgi. Forman barreras que impide el libre movimiento del agua y de las sustancias hidrosolubles desde un compartimiento celular a otro. La membrana celular es una bicapa lipídica con proteínas insertadas. Dicha membrana está formada casi exclusivamente por fosfolípidos y colesterol. Los fosfolípidos tienen un extremo hidrosoluble (hidrófilo) y otro liposoluble (hidrófogo). Las porciones hidrófogas de los fosfolípidos se sitúan enfrentadas unas a otras, mientras que las porciones hidrófilas se sitúan hacia las superficies de la membrana en contacto con el líquido intersticial que las rodea.

Esta membrana es muy permeable para las sustancias liposolubles, como el oxígeno, el dióxido de carbono y los alcoholes, pero actúa como una barrera importante para las sustancias hidrosolubles, como la glucosa y los iones. Flotando en la membrana hay proteínas, muchas de las cuales son glicoproteínas ( proteínas combinadas ) con hidratos de carbono. Hay 02 tipos de proteínas de membrana: integrales que sobresale a través, y las periféricas, que están ancladas a la superficie interna y no la penetran; muchas de las integrales constituyen canales estructurales ( poros ). Otras proteínas integrales actúan como proteínas transportadoras para el transporte de sustancias, en algunos casos en contra de su gradiente natural de difusión. Las proteínas periféricas normalmente están unidas a alguna proteína integral y generalmente actúan como enzimas.

Los hidratos de carbono de la membrana se encuentran, principalmente combinados con proteínas y lípidos, en forma de glucoproteínas y glucolípidos. Las porciones “gluco” de estas normalmente asoman al exterior de la célula. Otros muchos hidratos de carbono, llamados proteoglucanos, fundamentalmente son hidratos de carbono unidos por pequeños núcleos proteicos y está débilmente unidos a la superficie externa; así, toda superficie externa de la célula, a menudo, tiene una capa de hidratos de carbono flotante llamada glucocáliz. Los hidratos de carbono de la superficie externa de la célula tienen múltiples funciones: 1) suelen estar cargados negativamente y; 2) el glucocáliz de una célula se ancla al de otras, uniendo a éstas entre sí, y 3) algunos hidratos de carbono actúan como receptores para la unión de algunas hormonas.

El RE sintetiza muchas sustancias de las células. Tiene túbulos y vesículas, se extiende a casi todas las partes de la célula, la membrana del RE proporciona una gran superficie para la fabricación de muchas sustancias que se utilizan en el interior de las células o que se liberan desde algunas de ellas. Entre dichas sustancias se encuentran proteínas, hidratos de carbono, lípidos y otras estructuras como lisosomas, peroxisomas y gránulos de secreción. Los lípidos se fabrican en la pared del RE. Para la síntesis de proteínas, los ribosomas se unen a la superficie externa del RE. Éstos funcionan en asociación con el RNA mensajero para sintetizar muchas proteínas que luego entran el aparato de Golgi, donde las moléculas experimentan otras modificaciones antes de ser liberadas o usadas en la célula. El aparato de Golgi actúa en asociación con el RE; está formado por membranas similares a las del RE agranular o liso. El aparato de Golgi está muy desarrollado en las células secretoras. Entonces las sustancias se procesan en el aparato de Golgi y se forman lisosomas, vesículas secretoras y otros componentes del citoplasma.

Los lisosomas constituyen una sistema digestivo intracelular. Normalmente, las membranas que cubren a los lisosomas evitan que las enzimas en ellos contenidas entren contacto con otras sustancias de la célula y, por tanto, evitan sus acción digestiva. Las mitocondrias liberan energía en la célula. La energía procede principalmente de las reacciones químicas del oxígeno con los tres nutrientes: la glucosa procedente de los hidratos de carbono; los ácidos grasos procedentes de las grasas, y los aminoácidos procedentes de las proteínas. Una vez que han penetrado en la célula, los alimentos son fragmentados en moléculas de menor tamaño que, a su vez, entran en las mitocondrias, donde otras enzimas eliminan el dióxido de carbono e iones de hidrógeno, en un proceso llamado ciclo del ácido cítrico. Las mitocondrias también pueden autorreplicarse. Casi todas estas sustancias se producen en el sistema RE-aparato de Golgi y se liberan en el citoplasma en el interior de unas vesículas de almacenamiento llamadas vesículas de secreción.

El núcleo actúa como un centro de control de la célula y contiene grandes cantidades de ADN, es decir, los genes. Éstas actúan determinando las características de las células, incluidas las enzimas de citoplasmáticas. Determinando la reproducción. Primero se reproducen así mismo mediante un proceso llamado mitosis, en el que se forman dos células hijas, cada una de ellas con uno de los dos juegos de genes. La membrana nuclear, separa el núcleo del citoplasma, está formada por dos membranas; la externa se continúa con el RE. En casi todas las células, el núcleo tiene uno o más nucléolos, que a diferencia de lo que sucede en la mayoría de los demás orgánulos, no está rodeado por una membrana. El nucléolo contiene grandes cantidades de ARN y proteínas del mismo tipo que las de los ribosomas. El nucléolo aumenta de tamaño cuando está sintetizando de forma activa proteínas. El ARN ribosómico se almacena en el nucléolo y transporta a través de los poros de la membrana nuclear hacia el citoplasma, donde se utiliza para producir ribosomas maduros que desempeñan un papel importante en la formación de proteínas.

Sistemas Funcionales de la Célula Ingestión por parte de la célula: Endocitosis. La célula obtiene los nutrientes y otras sustancias a partir del líquido que la rodea, y atraviesan la membrana celular por difusión y por transporte activo. Las de gran tamaño entran en la célula por endocitosis, cuyas principales formas de realizarse son la pinocitosis y la fagocitosis. . La pinocitosis, es la ingestión de pequeños glóbulos de líquido extracelular, formándose pequeñas vesículas en el citoplasma de la célula; es el único método por lo que las proteína pueden entrar en las células. Normalmente estas moléculas se unen a receptores especiales de la superficie externa de la membrana, que están concentrados en pequeñas depresiones llamados depresiones revestidas. En la cara interna de la membrana, bajo estas depresiones, hay un entramado de una proteína fibrilar, llamado clatrina y un filamento contráctil de actina y miosina. Una vez que las moléculas de proteínas se unen a los receptores, la membrana se invagina y las proteínas contráctiles rodean la depresión, haciendo que los bordes se cierren sobre adherida y formándose así una vesícula pinocitótica.

La fagocitosis es la ingestión de partículas grandes como bacterias, células y fragmentos de tejido en degeneración. Está relacionado con partículas grandes y no con moléculas; sólo ciertas células tienen capacidad fagocítica y tenemos a los macrófagos y algunos glóbulos blancos. La fagocitosis se inicia cuando las proteínas o los grandes polisacáridos de la superficie de la partícula entran en contacto con los receptores de la superficie del fagocito. En el caso de las bacterias, normalmente se unen a anticuerpos específicos y éstos, a su vez, se unen a los receptores del fagocito, arrastrando consigo a la bacteria. Esta intervención de los anticuerpos como intermediarios se llama opsonización. Las sustancias extrañas captadas por pinocitosis o por fagocitosis son digeridas en la célula por los lisosomas. Cuando una vesícula pinocítica o fagocítica aparecen en el interior de la célula, empiezan a unirse a ella lisosomas. Las sustancias no ingeridas se llaman cuerpo residuales, son secretadas a la membrana celular mediante el proceso de exocitosis, que, es el opuesto a la endocitosis.

Síntesis de las estructuras celulares Empieza en el RE, muchos de los productos que se forman en el RE, luego pasan al aparato de Golgi, donde siguen procesándose antes de liberarse al citoplasma. El RE rugoso se caracteriza por el gran número de ribosomas que tiene adheridos a su superficie externa, y este es el lugar donde se sintetizan las proteínas y muchas de ellas atraviesan las paredes del RE y pasan al interior de las vesículas y túbulos endoplásmicos, que se llama matriz endoplásmica. Cuando las moléculas proteicas entran en el RE, las enzimas de la pared del RE, producen unos cambios rápidos, incluida la unión con hidratos de carbono para formar glucoproteínas. En el RE también se sintetizan lípidos, especialmente fosfolípidos y colesterol, que se incorporan a la bicapa lipídica del RE. Unas pequeñas vesículas del RE, las vesículas de transporte, se van separando constantemente del RE liso. La mayoría de estas vesículas se dirigen rápidamente hacia el aparato de Golgi.

En el aparato de Golgi se procesan las sustancias formadas en el RE. A medida que se van formando sustancias en el RE, especialmente proteínas, se transportan a través de los túbulos del retículo hacia el RE liso, que está cerca del aparato de Golgi las pequeñas vesículas de transporte, formadas por pequeñas envolturas del RE liso, se van soltando continuamente desde éste y se van dirigiendo hacia la capa más profunda del aparato de Golgi y vacía su contenido en los espacios vesiculares del aparato de Golgi. Las vesículas de transporte se fusionan rápidamente con el aparato de Golgi. Aquí se añaden más hidratos de carbono a las secreciones del RE, que además sufren una compactación. A medida que las secreciones recorren las capas más externas del aparato de Golgi continúa la compactación y el procesado; finalmente desde el aparato de Golgi se desprenden vesículas pequeñas y grandes, en cuyo interior se encuentran las secreciones compactadas. Estas sustancias pueden difundirse a través de la célula.

Obtención de energía a partir de los nutrientes en las mitocondrias. Las células obtienen su energía básicamente del oxígeno, que reaccionan con los hidratos de carbono, proteínas y de las grasas. En el cuerpo humano casi todos los hidratos de carbono se convierten en glucosa en el aparato digestivo y el hígado antes de llegar a las células, igualmente las proteína se convierten en aminoácidos y las grasas se transforman en ácidos grasos. Casi todas la reacciones de oxidación se producen en las mitocondrias y la energía que se libera se usa fundamentalmente para producir ATP; el cual es un nucleótido compuesto por adenina, una base nitrogenada, ribosa, una pentosa y tres radicales fosfato. Los dos últimos radicales de fosfato están unidos a al resto de la molécula por enlaces de fosfato de alta energía que contiene cada uno 12, 00 calorías de energía por mol de ATP. Cuando el ATP libera su energía, se separa un radical ácido fosfórico y se forma adenosin difosfado (ADP). La energía derivada de los nutrientes hace que el ADP y el ácido fosfórico vuelvan a unirse, formándose nuevo ATP, repitiéndose este proceso una y otra vez.

La mayor parte de ATP se forma en las mitocondrias. Dentro de la célula, la glucosa sufre una transformación enzimática en el citoplasma y se transforma en ácido pirúvico, un proceso llamado glucólisis; menos del 5% del ATP se forma en la célula a través de la glucólisis. El ácido pirúvico que se forma de los hidratos de carbono, los aminoácidos que se forman de las proteínas y los ácidos grados que se forman de los lípidos, finalmente todos ellos se transforman en acetil coenzima A ( Acetil-Co. A ), en la matriz de la mitocondria. Este compuesto es atacado entonces por otra serie de enzimas, es una secuencia de reacciones químicas llamada ciclo del ácido cítrico o de Krebs. En el ciclo de Krebs, la acetil Co. A se fragmenta en sus componentes, iones de hidrógeno y dióxido de carbono. Los iones de hidrógenos son muy reactivos y finalmente se combinan con el oxígeno que ha difundido hacia el interior de las mitocondrias. En esta reacción se libera grandes cantidades de ADP en ATP. Todo este proceso se llama mecanismo quimiostático de formación de ATP.

El ATP se utiliza para muchas funciones celulares: 1) el transporte de membrana, ejemplo en la bomba de sodio-potasio; 2) la síntesis de compuestos químicos; 3) el trabajo mecánico, como el de la contracción de las fibras musculares o los movimientos ciliares o ameboides. Locomoción y movimientos ciliares de las células. Las células especializadas de los músculos esquelético, cardíaco y lisio que constituyen el 50 % de toda la masa corporal. La locomoción ameboide es el movimiento de una célula completa respecto a su entorno, ejem es de los leucocitos través de los tejidos. Esto se produce como consecuencia de una exocitosis continua en la que se forma una nueva membrana celular en el extremo distal de la célula ( pseudópodo ) y una endocitosis continua en las zonas de las zonas media y posterior de la célula.

El movimiento ciliar es el movimiento, similar al de un látigo, de los cilios de la superficie de las células, se produce únicamente en dos partes del cuerpo: 1) en las superficies internas de las vías respiratorias y en las superficies internas de los conductos uterinos. se desplace a un ritmo de aprox, 1 cm/min hacia la faringe. En las trompas de Falopio, hacen que se produzca un lento movimiento de líquido desde el ostium del conducto uterino hacia la cavidad uterina. Este movimiento de líquido es el que transporta el óvulo desde el ovario hasta el útero. No se comprende completamente el mecanismo del movimiento ciliar, pero hay al menos dos factores que son necesarios: 1) la presencia de ATP, y 2) las condiciones iónicas adecuadas, entre las que se pueden destacar una concentraciones adecuadas de magnesio y calcio.

Transporte de sustancias a través de la membrana celular Las diferencias entre la composición de líquidos IC y EC, se debe a los mecanismos de transporte que se dan en las membranas celulares: El líquido EC tiene concentración alta de sodio, cloruro y una concentración baja de potasio. En el líquido IC son altas las concentraciones de fosfato, magnesio y de proteínas La membrana celular está constituida por una bicapa lipídica con moléculas de proteína “flotando”. Es una barrera que impide el movimiento de la mayoría de las sustancias hidrosolubles, pero si las sustancias liposubles. Las moléculas proteicas de la bicapa lipídica constituyen una vía alternativa de transporte: Unos canales proteicos forman vías acuosas para las moléculas. Unas proteínas transportadoras se unen con moléculas específicas y entonces sufren cambios de conformación que mueven las moléculas a través de la membrana.

El trasporte a través de la membrana se produce por difusión o por transporte activo. La difusión permite el movimiento tanto por espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora. Lo produce la energía del movimiento cinético normal de la materia. El transporte activo, se realiza en combinación con una proteína de transporte, pero también en contra de una gradiente electroquímico. Necesita además de la energía cinética necesita una fuente de energía adicional. DIFUSIÓN La difusión es el movimiento continuo de moléculas en los líquidos o los gases. Se divide en 02 subtipos: La difusión simple. Y, se puede producir de dos maneras: 1) a través de los intersticios de la bicapa lipídica, y 2) a través de los canales acuosos de las proteínas transportadoras.

La difusión facilitada, necesita una proteína transportadora. La velocidad de difusión de una sustancia es directamente proporcional a su liposolubilidad, ejemplo el oxígeno, nitrógeno, el dióxido de carbono y los alcoholes tienen alta liposolubilidad, se disuelven rápidamente en la bicapa lipídica y se difunde. El agua y otras moléculas insolubles en los lípidos, difunde a través de los canales proteicos de la membrana celular; siempre y cuando sean pequeñas. Los canales proteicos tiene una permeabilidad selectiva. La apertura o el cierre de las puertas de los canales proteicos proporciona un sistema de control de su permeabilidad, se da de dos maneras: Puerta de voltaje: una fuerte carga negativa en el interior de la membrana celular hace que las puertas para el sodio se mantenga fuertemente cerradas. Puertas químicas. Algunas puertas de los canales proteicos se abren al unirse otra molécula a la proteína; esto provoca un cambio en la conformación de la molécula proteína que lleva a la apertura o al cierre de la puerta; la acetil colina sobre los llamados “ canales de la acetil colina “.

La difusión facilitada también se llama difusión mediada por transportadores. Entre las sustancias más importantes son la glucosa y la mayoría de los aminoácidos La difusión facilitada implica los dos pasos siguientes: 1) la molécula a transportar penetra en un canal con el fondo ciego y se une a un receptor específico, y 2) se produce un cambio de conformación en la proteína transportadora, de manera que ahora el canal se abre hacia el lado opuesto de la membrana. La difusión facilitada se diferencia de la difusión simple por lo siguiente: la velocidad de difusión aumenta proporcionalmente con la concentración de la sustancia que difunde. En la difusión facilitada, la velocidad de transporte alcanza un máximo que no puede superarse aunque la concentración de la sustancia que difunde. Ósmosis a través de membranas selectivamente permeables: “ Difusión neta “ de agua. Ósmosis es el proceso de movimiento neto de agua debido a una diferencia de concentración del agua, y es la que más se difunde a través de la membrana celular. La diferencia de presión necesaria para que cese la ósmosis es la presión osmótica.

Transporte activo Puede mover una sustancia en contra de un gradiente electroquímico y es la suma de todas las fuerzas de difusión que actúan en la membrana: las fuerzas causadas por la diferencia de concentraciones, la diferencia eléctrica y la diferencia de presión. Hay dos tipos de transporte activo según la fuente de energía que se utiliza para producirlo. En ambos casos, depende de las proteínas transportadoras que atraviesan la membrana, lo que también ocurre en la difusión facilitada. Transporte activo primario, la energía deriva directamente de la ruptura del ATP de algún otro compuesto con fosfatos de alta energía. Transporte activo secundario. La energía deriva secundariamente de la que se ha almacenado en forma de diferencia de concentraciones iónicas en ambos lados de la membrana, creada originalmente, por el transporte activo primario.

Transporte activo primario La bomba de sodio-potasio(Na+ - K+) transporta iones de sodio hacia afuera y iones de potasio hacia adentro. Esta bomba está presente en todas las células del cuerpo y es la responsable de mantener las diferencias de concentraciones de sodio y de potasio a ambos lados de la membrana celular, así como de establecer un potencial eléctrico negativo en el interior de las células. Funciona de la siguiente manera: tres iones de sodio se unen a una proteína transportadora en el lado interno de la célula y dos iones de potasio en el lado externo de la célula. La proteína transportadora presenta actividad ATPasa y la unión de los iones hace que la función ATPasa de la proteína se active. Esto hace que se rompa una molécula de ATP, formándose ADP y liberándose la energía de uno de los enlaces fosfatos de alta energía.

La bomba de Na+ - K+ controla el volumen de la célula. Transporta tres moléculas de sodio al exterior de la célula por cada dos moléculas de potasio bombeadas hacia el interior. Esta pérdida continua de iones genera una tendencia osmótica que hace que el agua se mueva hacia el exterior de la célula. Además, cuando una célula empieza a hincharse, se activa automáticamente la bomba de Na+ - K+, expulsándose más iones de y, por tanto, más agua con ellos. El transporte activo también se satura al igual que la difusión facilitada. El cotransporte y el contratransporte son dos formas de transporte activo secundario. Cotransporte. La energía de la difusión del sodio puede empujar a otras sustancias a moverse junto al sodio (en la misma dirección) atravesando la membrana celular utilizando una proteína transportadora especial. Contratransporte. El ion sodio y la sustancia que va a sufrir el contratransporte se mueven direcciones opuestas a través de la membrana celular, con el sodio moviéndose siempre hacia el interior de la célula. En este caso, de nuevo se necesita una proteína transportadora.

La glucosa y los aminoácidos pueden transportarse al interior de la mayoría de las células mediante un cotransporte con el sodio. La proteína transportadora posee dos puntos de unión en su lado externo, uno para el sodio y otro para la glucosa o los aminoácidos. Los iones de calcio e hidrógeno pueden transportase hacia el exterior de la célula mediante un contratransporte con el sodio El contratransporte de calcio se produce en la membrana de la mayoría de las células, con los iones de sodio moviéndose hacia el interior y los iones de calcio hacia el exterior, y con ambos unidos a las proteínas transportadora, y mediante un contratransporte. El contratransporte de hidrógeno, se produce especialmente en los túbulos proximales renales, donde los iones sodio se mueven desde la luz de los túbulos hacia el interior de las células tubulares y los iones hidrógeno sufren un contratransporte hacia la luz.