membrane semipermeabile, Denumite și „permeabile selectiv”, acestea sunt membrane care permit trecerea unor substanțe, dar împiedică trecerea altora prin ele. Aceste membrane pot fi naturale sau sintetice.
Membranele naturale sunt membranele tuturor celulelor vii, în timp ce membranele sintetice, care pot fi de origine naturală (celuloză) sau nu, sunt cele care sunt sintetizate pentru utilizări diferite..
Un exemplu de utilitate a membranelor semipermeabile artificiale sau sintetice sunt cele utilizate pentru aparatele de dializă renală sau cele utilizate pentru filtrarea amestecurilor în industrie sau în diferite procese chimice..
Trecerea substanțelor printr-o membrană semipermeabilă are loc prin diferite mecanisme. În membranele celulare și sintetice acest lucru se poate produce prin difuzie prin pori de diferite diametre, care „selectează” în funcție de dimensiune substanțele care traversează membrana. De asemenea, se poate întâmpla ca substanțele să intre prin difuzie dizolvându-se în membrană.
În celulele vii, trecerea substanțelor prin membrane poate avea loc prin intermediul transportoarelor care acționează pentru sau împotriva gradienților de concentrație ai substanțelor. Un gradient, în acest caz, este diferența de concentrație pentru o substanță de ambele părți ale unei membrane..
Toate celulele de pe pământ au membrane, acestea protejând și separând componentele lor interne de mediul extern. Fără membrane nu există celule și fără celule nu există viață.
Deoarece aceste membrane sunt cel mai frecvent exemplu de membrane semipermeabile, un accent deosebit va fi pus pe acestea în continuare..
Indice articol
Primele studii pentru a elucida componentele membranelor biologice s-au făcut folosind celule roșii din sânge. În aceste studii s-a demonstrat prezența unui strat dublu care formează membranele și apoi s-a descoperit că componentele acestor straturi erau lipide și proteine.
Toate membranele biologice sunt formate dintr-o matrice lipidică dublă care are diferite tipuri de proteine „încorporate”.
Matricea lipidică a membranelor celulare este formată din acizi grași saturați și nesaturați; acestea din urmă conferă membranei o anumită fluiditate.
Lipidele sunt dispuse în așa fel încât formează un strat strat în care fiecare lipidă, care are un cap hidrofil (care are o afinitate pentru apă) și una sau două cozi hidrofobe (fobia apei, respinge apa), are cozi de hidrocarburi. altele în centrul structurii.
Fosfolipidele sunt cele mai abundente lipide care alcătuiesc membranele biologice. Acestea includ fosfatidilcolină, fosfatidilinozitol, fosfatidiletanolamină și fosfatidilserină..
Printre lipidele de membrană există și colesterolul și glicolipidele, toate cu proprietăți amfipatice.
Proteinele de membrană semipermeabile sunt de mai multe tipuri (unele dintre acestea pot avea activitate enzimatică):
(1) cele care formează canale ionice sau pori
(2) proteine transportoare
(3) proteine care leagă o regiune celulară de alta și permit formarea țesuturilor
(4) proteine receptor care se leagă de cascade intracelulare și
Într-o membrană biologică semipermeabilă, transportul poate fi prin difuzie simplă, difuzie facilitată, cotransport, transport activ și transport activ secundar..
În acest tip de transport, energia care deplasează substanțele prin membrană este diferența de concentrație care există pentru acele substanțe de pe ambele părți ale membranei..
Astfel, substanțele trec într-un sens mai → mai mic, adică de la locul unde sunt mai concentrate la locul unde sunt mai puțin concentrate..
Difuzia poate apărea deoarece substanța este diluată în membrană sau trece prin pori sau canale. Porii sau canalele sunt de două tipuri: cele care sunt întotdeauna deschise și cele care se deschid și se închid, adică sunt temporar deschise..
Porii care sunt deschisi temporar la rândul lor pot fi (1) dependenți de tensiune, adică se deschid ca răspuns la o anumită tensiune și (2) dependenți de ligand, care trebuie să se lege de o anumită substanță chimică.
În acest caz, un transportor mută substanța care trebuie transportată de pe o parte a membranei pe cealaltă. Acești transportori sunt proteine de membrană care pot fi permanent pe membrană sau în vezicule care se fuzionează cu ea atunci când este nevoie..
Acești transportatori lucrează, de asemenea, în favoarea gradienților de concentrație a substanțelor pe care le transportă.
Aceste tipuri de transport nu necesită consum de energie și, prin urmare, se numesc transporturi pasive, deoarece apar în favoarea unui gradient de concentrație..
Un alt tip de transport pasiv prin membrane semipermeabile se numește cotransport. În acest caz, gradientul de concentrație al unei substanțe este utilizat pentru transportul concomitent al altei substanțe împotriva gradientului său..
Acest tip de transport poate fi în două moduri: symport, unde cele două substanțe sunt transportate în aceeași direcție și antisport, în care o substanță este transportată într-o direcție și cealaltă în direcția opusă..
Acestea necesită energie, iar cele cunoscute folosesc ATP, motiv pentru care sunt numite ATPaze. Acești transportori cu activitate enzimatică hidrolizează ATP pentru a obține energia necesară pentru mișcarea substanțelor împotriva gradientului lor de concentrație..
Se cunosc trei tipuri de ATPaze:
Pompe Na + / K + și pompe de calciu (ATPaze de calciu). Acestea au o structură formată dintr-o subunitate α și ß încorporată în membrană..
ATPaze V și ATPases F, care au o formă caracteristică a tulpinii compusă din mai multe subunități și un cap care se rotește în jurul subunităților stem.
ATPazele V servesc la pomparea ionilor de hidrogen împotriva unui gradient de concentrație, în stomac și în lizozomi, de exemplu. În unele vezicule, cum ar fi cele dopaminergice, există bombe de hidrogen de acest tip care pompează H + în vezicule..
ATPazele F profită de gradientul H + astfel încât să călătorească prin structura sa și să ia ADP și P și să formeze ATP, adică în loc să hidrolizeze ATP, îl sintetizează. Acestea se găsesc în membranele mitocondriilor.
Este acel transport care, folosind gradientul electrochimic generat de o ATPază, trage o altă substanță împotriva gradientului. Adică, transportul celei de-a doua substanțe împotriva gradientului său de concentrație nu este cuplat direct cu utilizarea ATP de către molecula de transport..
În celulele vii, prezența membranelor semipermeabile face posibilă menținerea în interiorul lor a concentrațiilor de substanțe care sunt complet diferite de concentrațiile acelorași substanțe din mediul extracelular..
Cu toate acestea, în ciuda acestor diferențe de concentrație și a existenței unor canale deschise sau pori pentru anumite substanțe, aceste molecule nu scapă sau nu intră, cu excepția cazului în care sunt necesare sau modificate anumite condiții..
Motivul acestui fenomen este că există un echilibru electrochimic care determină compensarea diferențelor de concentrație între membrane prin gradientul electric generat de ionii difuzibili și acest lucru se întâmplă deoarece unele substanțe nu pot ieși în interiorul celulelor..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.