La Menbrana

Tema 2: Presión osmótica e intercambio de sustancias
entre compartimentos
Difusión
Todas las moléculas e iones de los líquidos corporales se encuentran en continuo
movimiento; la difusión es el proceso en el cual la materia es transportada, mediante
movimientos espontáneos al azar de las moléculas individuales, desde las zonas de
mayor concentración a las de menor.
La energía que dalugar a la difusión es la del movimiento cinético normal de la
materia; por lo tanto, el acontecimiento fundamental en la difusión son los saltos al
azar de las moléculas: el denominado movimiento browniano. Si existe una
diferencia de concentración entre dos regiones, las moléculas se desplazan
lentamente para igualarla. Einstein trató esta situación de manera teórica,
considerando queel movimiento de cada partícula era un “paseo al azar”. Calculó la
velocidad a la que se realizaría la dispersión de las moléculas y concluyó que el
tiempo empleado sería proporcional al cuadrado de la distancia (o sea, al doblar la
distancia se cuadruplica el tiempo y, si se reduce a la mitad la distancia, el tiempo se
hace la cuarta parte).
(El trabajo que publicó Einstein en 1905relacionado con este tema se tituló “Sobre
el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario según
la teoría cinética molecular del calor”. En el sugiere que el movimiento browniano se
debe al movimiento de los átomos debido al calor. Éstos mueven las partículas al
chocar contra ellas).
Las velocidades de difusión observadas para las diferentes sustancias estánexpresadas en la ley de difusión de Fick: el flujo por unidad de tiempo aumenta con
la diferencia de concentración y con el área para la difusión, y disminuye con la
distancia.
dN = DA x dc
dt dx
dN: cantidad de sustancia (dN/dt = flujo).
D: coeficiente de difusión.
A: área.
dc: diferencia de concentración.
dx: distancia (o espesor de la membrana).
El coeficiente de difusión (D)es constante para una sustancia dada bajo
condiciones específicas y depende del tamaño molecular, la viscosidad de la solución
y la temperatura.
La difusión es un proceso muy adecuado para el transporte de sustancias en
distancias pequeñas (de unas pocas micras o menos), pero absolutamente
inadecuado para distancias superiores al diámetro de una célula. Por lo tanto, las
velocidades dedifusión son factores importantes para el diseño de los sistemas
biológicos.
Ósmosis
Los sistemas biológicos se caracterizan por la presencia de membranas; el agua
difunde a través de ellas con una enorme facilidad. Sin embargo, tales membranas
alteran la difusión de muchas de las partículas disueltas en el agua, haciendo más
lento o incluso imposible su movimiento a través de ellas.Como consecuencia de
Fisiología general. Xurxo Mariñoello, en determinadas circunstancias la concentración de estas moléculas de soluto
puede hacerse más grande a uno de los lados de la membrana. Esto provoca un
déficit de agua que hace que ésta se mueva a través de la membrana para igualar
las concentraciones. Este proceso de difusión de agua dependiente de un gradiente
de concentraciónse denomina ósmosis, y la presión creada por este movimiento es
la presión osmótica o, dicho de otra forma, esta presión sería la fuerza necesaria
para detener completamente el proceso de ósmosis. Es importante que en ella no
influye la masa, carga, etc. de las moléculas del soluto, solamente el número de
partículas por unidad de volumen. Para expresar la concentración de solucionesosmóticas se utiliza el osmol.
Mecanismos por los que las sustancias atraviesan las membranas celulares
La permeabilidad de las membranas celulares está ajustada a su función, por lo que
no todas las membranas tienen las mismas propiedades. Por ejemplo, los eritrocitos
son muy permeables al agua y al Cl
-
y tienen baja permeabilidad para el Na
+
y el K
+
,
mientras que los nervios y las...