Las membranas plasmáticas son las barreras que separan a las células de su entorno. Piense en ellos como los muros y puertas que rodean fábricas masivas, controlando estrictamente lo que entra y lo que sale. Debido a la química y la fluidez de las bicapas de fosfolípidos, ciertos tipos de moléculas pueden pasar libremente mientras que otros tipos no tienen ninguna posibilidad sin la ayuda de la célula. Los primeros tipos de moléculas utilizan una mezcla de tamaño, química y fuerzas de difusión para atravesar lo que parece ser una barrera impenetrable.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Las moléculas se difunden a través de las membranas plasmáticas desde una concentración alta a una concentración baja. Aunque es polar, una molécula de agua puede deslizarse a través de las membranas debido a su pequeño tamaño. Las vitaminas y alcoholes solubles en grasa también atraviesan las membranas plasmáticas con facilidad.
Difusión y concentración
La difusión es la tendencia de las moléculas a moverse de un área de alta concentración a un área de baja concentración. Esta tendencia surge porque las moléculas se mueven aleatoriamente por un espacio. El concepto de "esparcirse" se puede ver echando colorante para alimentos en un recipiente con agua. Eventualmente, las partículas de tinte se esparcirán uniformemente por todo el líquido en lugar de permanecer en el mismo lugar. Debido a las diferencias entre el interior de la célula y el fluido exterior, la difusión se producirá de forma natural en ambas direcciones. Lo único que se interpone en su camino es la membrana plasmática. Sin embargo, ciertos tipos de moléculas pueden pasar directamente a través de la membrana; esto es una difusión simple y ocurre sin ningún aporte de la célula.
El intercambio de gases
Las moléculas de gas, como el oxígeno diatómico y el dióxido de carbono, son tan pequeñas que pueden caber a través de los espacios vacíos de la membrana. También son apolares, lo que significa que la carga de electrones se distribuye uniformemente por todo el compuesto. Como resultado, el interior no polar de la membrana no los repelerá. El intercambio de gases a través de la membrana funciona perfectamente para las células humanas: el oxígeno disuelto necesario para la respiración aeróbica es más concentrado fuera de la celda, mientras que el dióxido de carbono, un subproducto del mismo proceso, está más concentrado dentro del célula. Como resultado, el oxígeno se difunde naturalmente en la célula mientras que el dióxido de carbono se difunde.
Moléculas de agua polar
Aunque el agua es una molécula altamente polar con una distribución desigual de la carga de electrones, es lo suficientemente pequeña para pasar directamente a través de la membrana. Debido a que el agua puede atravesar las barreras celulares, el cuerpo humano debe equilibrar cuidadosamente la concentración de electrolitos de los fluidos extracelulares. Si el líquido se diluye demasiado, el agua fluye hacia las células, lo que puede hacer que se hinchen y revienten. Por otro lado, si la concentración de sal fuera de la celda es demasiado alta, el agua saldrá de la celda y provocará un posible colapso.
Otras moléculas
Como sugiere su nombre, las vitaminas liposolubles (vitaminas A, D, E y K) pueden pasar directamente a través de la membrana hidrófoba (grasa). Aunque son algo polares, los alcoholes como el etanol pueden pasar por simple difusión de manera similar al agua.