Membrana semipermeable es un tipo de biológico o sintético , polimérico membrana que permitirá que ciertas moléculas o iones pasen a través de ella por osmosis . La velocidad de paso depende de la presión , concentración y temperatura de las moléculas o solutos en cada lado, así como de la permeabilidad de la membrana a cada soluto. Dependiendo de la membrana y el soluto, la permeabilidad puede depender del tamaño, solubilidad , propiedades o química del soluto . ¿Cómo la membranaestá construido para ser selectivo en su permeabilidad determinará la velocidad y la permeabilidad. Muchos materiales naturales y sintéticos que son bastante gruesos también son semipermeables. Un ejemplo de esto es la fina película en el interior del huevo. [1]
Las membranas biológicas son selectivamente permeables , [2] con el paso de moléculas controlado por difusión facilitada , transporte pasivo o transporte activo regulado por proteínas incrustadas en la membrana.
Membranas biologicas
Un ejemplo de una membrana semi-permeable biológica es la bicapa lipídica , [2] en la que se basa en la membrana plasmática que rodea todas las células biológicas . Un grupo de fosfolípidos (que consta de una cabeza de fosfato y dos colas de ácidos grasos ) dispuestos en una doble capa, la bicapa de fosfolípidos es una membrana semipermeable que es muy específica en su permeabilidad. Las cabezas de fosfato hidrófilo se encuentran en la capa exterior y están expuestas al contenido de agua dentro y fuera de la celda. Las colas hidrofóbicas son la capa oculta en el interior de la membrana. La bicapa de fosfolípidos es más permeable a los solutos pequeños sin carga. Los canales de proteínas están incrustados en o a través de fosfolípidos, [3] y, colectivamente, este modelo se conoce como el modelo de mosaico fluido . Las acuaporinas son poros de los canales de proteínas permeables al agua.
Comunicación celular
La información también puede atravesar la membrana plasmática cuando las moléculas de señalización se unen a los receptores de la membrana celular. Las moléculas de señalización se unen a los receptores, lo que altera la estructura de estas proteínas. [4] Un cambio en la estructura de la proteína inicia una cascada de señalización; [4]
La señalización del receptor acoplado a proteína G que proporciona es un subconjunto importante de tales procesos de señalización. [5]
Osmosis inversa
El flujo masivo de agua a través de una membrana selectivamente permeable debido a una diferencia de presión osmótica se llama ósmosis . Esto permite que solo ciertas partículas pasen, incluida el agua, y dejen los solutos, incluida la sal y otros contaminantes. En el proceso de ósmosis inversa , el agua se purifica aplicando alta presión a una solución y, por lo tanto, empuja el agua a través de una membrana compuesta de película delgada (TFC o TFM). Se trata de membranas semipermeables fabricadas principalmente para su uso en sistemas de purificación o desalinización de agua . También se utilizan en aplicaciones químicas como baterías y pilas de combustible. En esencia, un material TFC es un tamiz molecular construido en forma de película a partir de dos o más materiales en capas. Sidney Loeb y Srinivasa Sourirajan inventaron la primera membrana sintética semipermeable práctica. [6] Las membranas utilizadas en ósmosis inversa están, en general, hechas de poliamida , elegida principalmente por su permeabilidad al agua y relativa impermeabilidad a diversas impurezas disueltas, incluidos iones de sal y otras moléculas pequeñas que no se pueden filtrar. Otro ejemplo de membrana semipermeable es el tubo de diálisis .
Otros tipos
Otros tipos de membranas semipermeables son membranas de intercambio catiónico (CEM), membranas de intercambio aniónico (AEM), membranas de intercambio aniónico alcalinos (AAEMs) y membranas de intercambio de protones (PEM).
Referencias
- ^ "Huevos de ósmosis | Centro de ciencia a nanoescala" . www.mrsec.psu.edu . Centro de Ciencias a Nanoescala, Penn State University . Consultado el 2 de julio de 2021 .
- ^ a b Caplan, MJ (2017). "Organización funcional de la célula". En boro, WF; Boulpaep, EL (eds.). Fisiología médica (Tercera ed.). Filadelfia, PA: Elsevier. págs. 8–46. ISBN 9781455743773.
- ^ Friedl, Sarah. "Papel de las membranas semipermeables en la comunicación celular - Video y transcripción de la lección" . Study.com . Consultado el 6 de abril de 2017 .
- ^ a b Madera, David. "Membrana semipermeable: definición y descripción general - transcripción de video y lección" . Study.com . Consultado el 6 de abril de 2017 .
- ^ Weis, William I .; Kobilka, Brian K. (20 de junio de 2018). "La base molecular de la activación del receptor acoplado a proteína G" . Revisión anual de bioquímica . 87 (1): 897–919. doi : 10.1146 / annurev-biochem-060614-033910 . PMC 6535337 . PMID 29925258 .
- ^ [1] , Sidney, Loeb & Sourirajan Srinivasa, "Membranas porosas de alto flujo para separar agua de soluciones salinas"
Otras lecturas
- Koros, WJ; Ma, YH; Shimidzu, T. (1 de enero de 1996). "Terminología para membranas y procesos de membrana (Recomendaciones IUPAC 1996)". Química pura y aplicada . 68 (7): 1479–1489. doi : 10.1351 / pac199668071479 . S2CID 97076769 . Consulte este documento para conocer las definiciones de membrana penetrante (permeable), sintética (artificial) y membrana de intercambio aniónico.
- Rozendal, RA; Sleutels, THJA; Hamelers, HVM; Buisman, CJN (junio de 2008). "Efecto del tipo de membrana de intercambio iónico sobre el rendimiento, el transporte de iones y el pH en la electrólisis biocatalizada de aguas residuales". Ciencia y Tecnología del Agua . 57 (11): 1757-1762. doi : 10.2166 / wst.2008.043 . PMID 18547927 .[se necesita fuente no primaria ]
- "Membranas porosas de alto flujo para separar agua de soluciones salinas US 3133132 A" . 12 de mayo de 1964 . Consultado el 22 de abril de 2014 .[se necesita fuente no primaria ]
enlaces externos
- European Membrane House , una asociación internacional sin fines de lucro creada para continuar el trabajo de la red y las asociaciones desarrolladas en NanoMemPro , una antigua red europea de investigadores de membranas financiada por la UE .
- Artículo corto, no académico de WiseGeek, "Qué es una membrana semipermeable.