Membrana semipermeable

Esquemática de membrana semipermeable durante la hemodiálisis, donde la sangre es roja, el líquido dialisis es azul, y la membrana es amarilla.

Membrana semipermeable es un tipo de membrana polimérica biológica o sintética que permitirá el paso de determinadas moléculas o iones por ósmosis. La velocidad de paso depende de la presión, la concentración y la temperatura de las moléculas o solutos de cada lado, así como de la permeabilidad de la membrana a cada soluto. Según la membrana y el soluto, la permeabilidad puede depender del tamaño, la solubilidad, las propiedades o la química del soluto. Cómo se construye la membrana para que sea selectiva 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 película delgada en el interior del huevo.

Las membranas biológicas son permeables selectivamente, con el paso de moléculas controlado por difusión facilitada, transporte pasivo o transporte activo regulado por proteínas incrustadas en la membrana.

Membranas biológicas

Un ejemplo de membrana biológica semipermeable es la bicapa lipídica, sobre la que se basa la membrana plasmática que rodea a 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 están en la capa exterior y expuestas al contenido de agua fuera y dentro 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 los fosfolípidos y, en conjunto, este modelo se conoce como modelo de mosaico fluido. Las acuaporinas son poros de 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. Un cambio en la estructura de la proteína inicia una cascada de señalización;

La señalización del receptor acoplado a proteína G que proporciona es un subconjunto importante de dichos procesos de señalización.

Ósmosis inversa

El flujo masivo de agua a través de una membrana selectivamente permeable debido a una diferencia de presión osmótica se denomina ósmosis. Esto permite que solo ciertas partículas pasen, incluida el agua, y dejen atrás 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). Son membranas semipermeables fabricadas principalmente para su uso en sistemas de depuración o desalinización de agua. También tienen uso en aplicaciones químicas como baterías y celdas 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 semipermeable sintética práctica. Las membranas utilizadas en la 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 una membrana semipermeable es el tubo de diálisis.

Otros tipos

Otros tipos de membranas semipermeables son las membranas de intercambio de cationes (CEM), las membranas de intercambio de aniones (AEM), las membranas de intercambio de aniones alcalinos (AAEM) y las membranas de intercambio de protones (PEM).