¿Qué sustancias pasan a través de la membrana celular por difusión?

Publicado el 16 septiembre, 2020

¿Qué es la membrana celular?

Piense en las paredes de un aula. Están diseñados para mantener a los estudiantes inscritos en una clase en particular dentro y separados de otros estudiantes, protegidos de las distracciones en el pasillo y protegidos de la vida silvestre que podría aventurarse. Sin embargo, ¡no queremos encarcelar a los estudiantes para siempre! Esos estudiantes necesitan irse y otros necesitan entrar y, a veces, necesitamos algo de aire fresco del exterior. Las puertas y ventanas de un salón de clases sirven para este propósito. Aunque millones de veces más pequeñas que un salón de clases, las células dentro de su cuerpo tienen un sistema similar.

Al igual que las paredes del aula, la celda tiene una membrana celular , que es una barrera delgada y flexible fuera de la celda que solo deja entrar y salir ciertas cosas. La estructura de la membrana plasmática controla lo que se permite entrar y salir en un momento determinado. Veamos más a fondo la estructura de la membrana celular antes de aprender cómo se mueven las cosas a través de ella.

Estructura de la membrana celular

La membrana celular tiene dos capas de espesor y está formada por diminutas moléculas de grasa llamadas fosfolípidos . Los fosfolípidos son únicos porque el exterior de ellos, o las cabezas, son hidrófilos, lo que significa que aman el agua. Estos interactúan con la solución líquida dentro y fuera de la celda. Las colas son hidrófobas o temen al agua. Están intercalados entre las cabezas, protegiéndolos del agua.


Estructura de la bicapa de fosfolípidos
fosfolípido

Las cosas hidrofóbicas no se llevan bien con las hidrofílicas, así que si algo quiere atravesar la membrana celular, ¡también tiene que ser hidrofóbico! Dado que los fosfolípidos están muy juntos, solo las cosas realmente pequeñas e hidrofóbicas pueden colarse.

¿Qué es la difusión?

Las moléculas que se ajustan al perfil, pequeñas e hidrófobas, pueden moverse a través de la membrana por difusión. La difusión es el proceso por el que una sustancia pasa de una concentración alta a una concentración baja. Este proceso no requiere energía. Piense en ello como hacer rodar una pelota cuesta abajo. La bola rueda de una elevación más alta a una más baja. La gravedad hace el trabajo y no gastas energía en llevar la pelota al fondo. Hay algunos ejemplos clave en el cuerpo de moléculas que se difunden a través de la membrana celular, gases, hormonas y ciertos medicamentos. A continuación, veremos cada uno de estos en detalle.


Difusión a través de la membrana celular.
difusión

El intercambio de gases

Respire profundamente. Ahora, suéltelo lentamente por la nariz. Ese aliento calmante se logra mediante la difusión. Cuando inhala, el oxígeno fluye hacia los pulmones y se detiene en pequeños sacos llamados alvéolos . Los alvéolos son el lugar donde el oxígeno va de los pulmones a la sangre y luego a su cuerpo. Hay más oxígeno dentro de los alvéolos que en la sangre que proviene de su cuerpo. El oxígeno es muy diminuto e hidrófobo, por lo que se difunde desde los alvéolos a través de la membrana celular hasta la sangre. Luego, su sangre se lo lleva para que haga su trabajo en el cuerpo.

El proceso inverso sucede para deshacerse del dióxido de carbono, un producto de desecho de sus células. La sangre que proviene de su cuerpo lleva dióxido de carbono a los pulmones. Hay más dióxido de carbono en la sangre que en los pulmones, por lo que se difunde hacia los alvéolos. Luego exhala y se libera dióxido de carbono.


Intercambio de gases en los pulmones.
el intercambio de gases

Este proceso ocurre con cada respiración, permitiendo la difusión a través de la membrana celular para mantenerte vivo.

Hormonas esteroides

Otro ejemplo de molécula hidrófoba pequeña son las hormonas esteroides. Las hormonas esteroides son mensajes químicos que se envían a su cuerpo a través de la sangre. Están hechos de colesterol y principalmente de átomos de carbono e hidrógeno. El estrógeno es un ejemplo de hormona esteroidea. Por lo general, pensamos en el estrógeno como una hormona femenina que provoca el desarrollo de los senos y la menstruación durante la adolescencia. Sin embargo, el estrógeno tiene muchas funciones en el cuerpo y los hombres también producen algo de estrógeno. El estrógeno se difunde desde la sangre, donde hay una mayor concentración, a las células, donde hay menor concentración.


Difusión de estrógenos a través de la membrana plasmática.
estrógeno

Dentro de las células, el estrógeno puede acceder al ADN o las células dominan las instrucciones. El estrógeno, en combinación con otras proteínas, puede controlar procesos como el crecimiento celular y la salud de nuestro sistema cardiovascular. Específicamente, se sabe que el estrógeno disminuye la presión arterial y ayuda a prevenir enfermedades cardíacas. Nuevamente, todos estos maravillosos beneficios son gracias a la difusión.

Drogas

Las drogas, como el alcohol, los antidepresivos, la cocaína, los medicamentos para la ansiedad y otros, se deslizan fácilmente a través de la membrana celular. Estas moléculas se dirigen a nuestro cerebro, que tiene un sistema extenso para mantener las cosas fuera. La barrera hematoencefálica está formada por varias capas de células que están muy juntas, lo que mantiene su cerebro seguro. Solo moléculas hidrofóbicas muy pequeñas pueden difundirse directamente a través de la membrana celular.


Cocaína que se difunde en el cerebro
barrera hematoencefálica

A veces, la capacidad de deslizarse a través de la membrana celular es beneficiosa, como para los pacientes que necesitan antidepresivos. Otras sustancias como el alcohol y la cocaína pueden dañar nuestro cerebro. De cualquier manera, al ingerir el medicamento, hay más en la sangre que en el cerebro. Los fármacos se difunden a través de la membrana celular desde una concentración alta a una concentración baja.

Resumen de la lección

En resumen, la membrana celular es una barrera delgada y flexible que protege la célula. La membrana celular solo deja entrar y salir ciertas cosas debido a las colas hidrófobas de fosfolípidos que forman la membrana. Solo moléculas hidrofóbicas muy pequeñas pueden difundirse a través de la membrana. Un ejemplo es cómo el dióxido de carbono y el oxígeno se difunden entre la sangre y los pulmones. Otro son las hormonas esteroides que regulan muchos órganos del cuerpo, que se difunden de la sangre a las células. Por último, los fármacos pueden difundirse desde concentraciones elevadas en la sangre hasta concentraciones bajas en el cerebro a través de la barrera hematoencefálica .

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