Semipermeabilidad

Semipermeabilidad se refiere a la biomembrana que es selectivamente permeable a ciertas sustancias y no puede ser transmitida por otras sustancias. La semipermeabilidad es la base de la ósmosis y caracteriza las células de todos los seres vivos. Las alteraciones de la semipermeabilidad tienen consecuencias devastadoras para el equilibrio de electrolitos y agua en los compartimentos de la celda.

¿Qué es la semipermeabilidad?

Semipermeabilidad significa literalmente "semipermeabilidad". El término representa una propiedad de interfaces físicas o sustanciales. Las superficies semipermeables permiten que ciertas partículas pasen mientras impiden que otras pasen.

En tecnología médica y biología, la semipermeabilidad juega un papel especialmente en el contexto de las membranas. Las membranas semipermeables tienen una permeabilidad selectiva y permiten que ciertas partículas atraviesen la membrana en una dirección determinada. Las membranas correspondientes representan un sistema de separación que permite que ciertas sustancias pasen al otro lado de la membrana sin sistemas de transporte específicos.

Las membranas rodean las células en las que se debe mantener un medio específico por el bien de la supervivencia. Sin la semipermeabilidad de las membranas, sería inconcebible mantener el entorno celular específico. En biología, la semipermeabilidad también es la base de procesos como la ósmosis, la osmorregulación y la turgencia.

Función y tarea

El término transporte de membrana resume todas las penetraciones de material a través de la biomembrana. El transporte de membrana se caracteriza por dos mecanismos fundamentalmente diferentes: además de la permeación libre en el sentido de difusión, también existe un transporte específico.

La membrana consta de una bicapa lipídica, que en sí misma representa una barrera entre los compartimentos acuosos de la célula. El espacio extraplásmico y citoplásmico están separados entre sí de esta manera. Pueden prevalecer diferentes ambientes en los compartimentos. En ciertos sistemas biológicos, una membrana celular es permeable a moléculas más pequeñas gracias a su fluidez. Esta permeabilidad existe en el sistema biológico, por ejemplo, para el agua, que se mueve a lo largo de la membrana de acuerdo con el gradiente de concentración existente en la dirección de la concentración más alta.

Este principio es un componente básico de muchos organismos y, por lo tanto, también es la base del organismo humano. Las membranas semipermeables son principalmente permeables a los disolventes. Las sustancias disueltas a menudo son retenidas por la membrana para poder mantener el entorno celular detrás de la capa de separación. Esto significa que las membranas semipermeables permiten que pasen moléculas de hasta una determinada masa o tamaño molar, mientras que las que están por encima de la masa o tamaño molar dado no pueden pasar.

La ciencia ahora considera que las irregularidades temporales dentro de las bicapas lipídicas de las membranas son la causa principal de la semipermeabilidad. Como base de la ósmosis, la semipermeabilidad es un componente importante de todos los organismos vivos. El término ósmosis describe el flujo dirigido de partículas moleculares a través de membranas selectivamente permeables o semipermeables. Para lograr un equilibrio hídrico regulado, las células de todos los seres vivos dependen de la ósmosis y, por lo tanto, de la semipermeabilidad.

La semipermeabilidad también es crucial para la osmorregulación. Esto significa la capacidad de regular las concentraciones de sustancias osmóticamente activas en el metabolismo. Esta capacidad sirve para evitar el estrés osmótico y también ayuda a los seres vivos a aprovechar su potencial osmótico.

Además, la semipermeabilidad forma la base de la presión de turgencia de las plantas. Esta presión corresponde a una presión hidrostática en las células, lo que permite procesos fisiológicos como el intercambio de gases o diferentes procesos de transporte.

Enfermedades y dolencias

Las respuestas inflamatorias sistémicas, como la sepsis, pueden afectar la permeabilidad. En este contexto, se libera la sustancia mediadora histamina. Después de la liberación, la permeabilidad de los vasos aumenta, entre otras cosas.

Existen muchas otras respuestas inflamatorias que afectan la permeabilidad de la membrana de diferentes tejidos. Uno de ellos es la pancreatitis, en la que la semipermeabilidad del sistema de conductos pancreáticos se ve afectada por trastornos. La permeabilidad de la membrana de las células disminuye en este caso. Este fenómeno puede reconocerse, por ejemplo, por la penetración de medios de contraste de rayos X durante la formación de imágenes de diagnóstico.

Otros trastornos de la permeabilidad de la membrana se producen en el contexto de las enfermedades cardiovasculares. En la mayoría de los casos, todos los trastornos de la permeabilidad de las membranas provocan un desequilibrio en el equilibrio electrolítico.

Además de los contextos descritos, los trastornos de la permeabilidad de las membranas también pueden tener una base hereditaria. Una mutación hereditaria de las proteínas de membrana puede, por ejemplo, cambiar significativamente la permeabilidad de una membrana celular, por ejemplo en enfermedades como Myotonia congenita Thomsen.

En esta enfermedad, los canales de cloruro dentro de los músculos que han sido alterados por una mutación genética afectan el paso de los iones de cloruro por la membrana. Sin el paso de estos iones, los músculos no pueden trabajar a su máximo potencial.

En última instancia, todos los trastornos de la permeabilidad de la membrana muestran efectos significativos en todo el organismo. Si, por ejemplo, una membrana semipermeable de repente deja de ser permeable a los disolventes, el equilibrio del agua en los compartimentos de la celda está desequilibrado. Si una membrana semipermeable vuelve a ser demasiado permeable, el medio específico de los compartimentos celulares también cambia en este caso. En ambos casos, la célula afectada puede estar condenada a morir porque el entorno de trabajo previsto de sus compartimentos está desequilibrado.

Las enfermedades autoinmunes también pueden afectar la permeabilidad de la membrana. El síndrome antifosfolípido, por ejemplo, se dirige específicamente contra la biomembrana y cambia su permeabilidad fisiológica.

En las plantas, también se observan algunas alteraciones en la permeabilidad o semipermeabilidad de las membranas asociadas con organismos parásitos. Ciertos parásitos excretan toxinas del marchitamiento en el sentido de marasmines. Estas sustancias provocan alteraciones de la semipermeabilidad con el fin de provocar un aumento de la permeabilidad en el plasma de la célula huésped y, por tanto, obtener un acceso sin obstáculos.