La permeabilidad de la membrana caracteriza la permeabilidad de moléculas a través de las membranas celulares. Todas las células están delimitadas del espacio intercelular por biomembranas y contienen simultáneamente orgánulos celulares que están rodeados por membranas. La permeabilidad de las membranas es necesaria para el buen flujo de reacciones bioquímicas.
¿Qué es la permeabilidad de la membrana?
La permeabilidad de la membrana caracteriza la permeabilidad de moléculas a través de las membranas celulares. La permeabilidad de las membranas se define como la permeabilidad de las biomembranas a los fluidos y solutos. Sin embargo, las membranas celulares no son permeables a todas las sustancias. Por tanto, también se denominan membranas semipermeables (membranas semipermeables). Las biomembranas constan de dos capas de fosfolípidos, que son permeables a gases como oxígeno or carbono dióxido, así como sustancias apolares solubles en lípidos. Estas sustancias pueden atravesar las membranas por difusión normal. Polar e hidrofílico moléculas no se les permite pasar. Solo pueden transportarse a través de la membrana mediante procesos de transporte pasivos o activos. Las membranas protegen el espacio intracelular y el espacio dentro de los orgánulos celulares. Aseguran el mantenimiento de condiciones químicas y físicas específicas para reacciones bioquímicas importantes sin interferencias del exterior. La permeabilidad de las membranas asegura el transporte selectivo de sustancias vitales desde el espacio extracelular hacia la célula y la expulsión de productos metabólicos de la célula. Lo mismo ocurre con los orgánulos celulares individuales.
Función y tarea
Las membranas son imprescindibles para la progresión sin interrupciones de reacciones bioquímicas vitales dentro de las células y orgánulos celulares. La permeabilidad de la membrana es igualmente vital para suministrar a las células nutrientes importantes como proteínas, hidratos de carbono o grasas. Minerales, vitaminas y otras sustancias activas también deben poder atravesar la membrana. Al mismo tiempo, se producen productos metabólicos que deben eliminarse de la célula. Sin embargo, las membranas solo son permeables a moléculas lipofílicas y pequeñas moléculas de gas como oxígeno or carbono dióxido. Las moléculas hidrófilas polares o incluso grandes solo pueden atravesar la membrana a través de procesos de transporte. Existen formas pasivas y activas de transporte de membranas para este propósito. El transporte pasivo funciona sin suministrar energía en la dirección de un potencial o concentración degradado. Las moléculas lipofílicas más pequeñas o las moléculas de gas están sujetas a una difusión normal. Para moléculas más grandes, la difusión normal ya no es posible. Aquí, cierto transporte proteínas o las proteínas del canal pueden facilitar el transporte. El transporte proteínas atraviesan la membrana como un túnel. Las moléculas polares más pequeñas pueden pasar a través de este túnel mediante la acción de aminoácidos. Esto también permite el transporte de pequeños iones cargados a través del túnel. Otra posibilidad de transporte pasivo resulta de la acción de proteínas transportadoras especializadas en determinadas moléculas. Así, cuando la molécula se acopla, cambian su conformación y así la transportan a través de la membrana. El transporte activo de membranas requiere el suministro de energía. La molécula correspondiente se transporta contra un concentración gradiente o gradiente eléctrico. Los procesos de suministro de energía son el resultado de la hidrólisis de ATP, la acumulación de un gradiente de carga en forma de campo eléctrico o el aumento de entropía mediante la formación de un concentración degradado. Para las sustancias que no pueden penetrar la membrana en absoluto, se dispone de endocitosis o exocitosis. En la endocitosis, se incorpora una gota de líquido a través del invaginación de la biomembrana y transportado al interior de la célula. Esto crea el llamado endosoma, que transporta sustancias importantes al citoplasma. Durante la exocitosis, los productos de desecho en el citoplasma son transportados hacia afuera por vesículas de transporte envueltas en membranas.
Enfermedades y trastornos
Los trastornos de la permeabilidad de la membrana pueden Lead a varios estados de enfermedad. Los cambios afectan la permeabilidad de varios iones. Los trastornos de la permeabilidad de las membranas también suelen ser el resultado de una enfermedad cardiovascular. En este caso, el electrolito equilibrar del cuerpo puede verse afectado. Sin embargo, muchas causas hereditarias también provocan trastornos de la permeabilidad de la membrana. Varias proteínas están involucradas en el ensamblaje de la membrana y son responsables del correcto funcionamiento de la doble capa lipídica. Las alteraciones genéticas de ciertas proteínas son responsables, entre otras cosas, de cambios en la permeabilidad de la membrana. Un ejemplo es la enfermedad miotonía congénita de Thomsen. Esta enfermedad es un trastorno de la función muscular genéticamente determinado. En este caso, un gen está mutado que codifica para el cloruro canales de fibra muscular membranas. La permeabilidad del cloruro iones se reduce. Esto resulta en más fácil fibra muscular despolarización que en individuos sanos. La tendencia a la contracción muscular aumenta, lo que se percibe como rigidez. Por ejemplo, un puño cerrado solo se puede abrir con un cierto retraso. Además, los ojos solo se pueden abrir después de 30 segundos después del cierre, lo que se llama párpado-retraso. Además, hay enfermedades autoinmunes que se dirigen específicamente contra biomembranas. En este contexto, se conoce el llamado síndrome antifosfolípido (SAF). En esta enfermedad, el cuerpo sistema inmunológico está dirigido contra las proteínas que están unidas a la Fosfolípidos de la membrana. Como resultado, el sangre se vuelve más coagulable. La probabilidad de corazón se incrementan los ataques, accidentes cerebrovasculares y embolias pulmonares. Los trastornos de la permeabilidad de las membranas también se encuentran en las denominadas mitocondrias. En el mitocondrias, la energía se obtiene de la combustión de hidratos de carbono, grasas y proteínas. Las mitocondrias son orgánulos celulares que también están rodeados por una membrana. Dentro de estas plantas de energía, los radicales libres se producen en un alto grado. Si no se capturan, se dañan las membranas. Esto limita severamente la función del mitocondrias. Sin embargo, hay muchas razones para la reducción de la eficacia de los captadores de radicales.
