El transporte de solutos a través de la membrana celular es esencial para los procesos metabólicos, como el mantenimiento del tamaño y el volumen de la célula, la generación del potencial de acción, el intercambio de nutrientes y gases, etc. El transporte de la membrana puede ser pasivo o activo. Puede ser difusión simple, transporte facilitado o mediado ayudado por proteínas de transporte como transportadores y canales.

Los transportadores facilitan el movimiento activo o pasivo de solutos. Pueden permitir el transporte de una sola molécula a través de su concentración o gradiente electroquímico. Al mismo tiempo, algunos transportadores también pueden transportar dos moléculas diferentes simultáneamente, en la misma dirección o en direcciones opuestas. Un transportador puede utilizar la energía de la hidrólisis de ATP para mover un soluto contra su concentración o gradiente electroquímico. Los transportadores están especialmente involucrados en el mantenimiento de la homeostasis celular, el transporte transcelular de solutos como aminoácidos, monosacáridos, iones, etc.

Los canales forman poros transmembrana que permiten el transporte pasivo de solutos. Los canales con compuerta se abren solo bajo condiciones específicas, mientras que los canales sin compuerta siempre están abiertos, lo que permite que los iones pasen a través de ellos continuamente por su gradiente de concentración. Los canales cumplen numerosas funciones como la transducción de señales, el transporte transepitelial, la regulación del pH, etc.

Los canales actúan más rápido que los transportadores. Por ejemplo, cuando tocamos una superficie caliente o nos damos una palmadita en la espalda, los receptores que detectan esta acción son canales catiónicos que se abren en respuesta a estos estímulos y nos ayudan a reaccionar en cuestión de segundos.

Efecto clínico de las proteínas transportadoras no funcionales

Muchas enfermedades son causadas por mutaciones o defectos en la regulación de las proteínas transportadoras de membrana. La fibrosis quística es causada por las proteínas transportadoras de iones de cloruro no funcionales en las células epiteliales, lo que conduce a una acumulación excesiva de moco en los pulmones. Algunos miembros de la familia ABC (casete de unión a ATP) de transportadores de membrana contribuyen a la resistencia de las células cancerosas a la quimioterapia, lo que limita la eficacia del tratamiento. La intolerancia a la glucosa en la diabetes mellitus tipo 2 se debe principalmente a los transportadores de glucosa defectuosos en el músculo y los tejidos adiposos.