¿Cuáles son las características que debe tener un soluto para moverse por difusión simple a través de la membrana celular?

La velocidad de una molécula para pasar a través de la membrana por difusión (pasiva) simple [matemáticas] P_m [/ math] puede predecirse en gran parte por dos factores dados por la ecuación de Meyer-Overton que se deriva directamente de las leyes de difusión de Fick: [1 ]

[matemáticas] P_m = \ dfrac {K_pD_m} {d} [/ math]

  1. Hidrofobicidad medida por el coeficiente de partición octanol / agua [matemática] K_p [/ math]. [2] El coeficiente de partición octanol / agua no puede determinarse directamente al observar la estructura, pero existen diversas herramientas para predecir los coeficientes de partición octanol / agua de las estructuras químicas. [3] [4] [5]

  1. Volumen molecular , que determina la tasa de difusión [matemática] D_m [/ math] a través de la bicapa

Hay algunas excepciones a la regla de Meyer-Overton (compuestos para los cuales el octanol no es una buena imitación de la membrana de fosfolípidos, pequeños solutos para los que la ecuación de difusión de Einstein no es válida †), pero en general se mantiene bastante bien.

† Técnicamente, la regla de Overton aún puede mantenerse para estos, pero el coeficiente de difusión no está simplemente relacionado con el volumen molecular en estos casos.

Notas a pie de página

[1] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc…

[2] http://www.nature.com/ncb/journa…

[3] Método Pirika, Estimación del coeficiente de partición de octanol-agua, programa JAVA

[4] No todos los LogP se calculan iguales: CLogP y otras historias cortas

[5] BioByte

Bueno, casi cualquier cosa puede hasta cierto punto (recientemente respondí una pregunta sobre el mecanismo de difusión pasiva de iones pequeños como el sodio: ¿no pasan los iones a través de la bicapa lipídica porque H20 forma capas de hidratación alrededor de los iones?).

Pero, en general, debe ser capaz de mezclarse con el interior de lípidos de la membrana. Y para que eso suceda, generalmente piensas en los compuestos más lipofílicos.

Supongo (¿y podría estar equivocado?) Que solo está considerando la difusión de solutos a través de la parte fosfolípida “sin ayuda”, no a través de diferentes canales, proteínas de transporte u otros mecanismos “indirectos”. Porque de lo contrario hay tantos.

Si es así, la respuesta corta es: Más lipofílico es más fácil de difundir.

¡Renuncia! Como siempre, una versión simplificada es, en el mejor de los casos, no toda la verdad.

Busque la ley de Fick para las membranas bilípidas simples. Con las membranas celulares de mamíferos, en general, las proteínas de superficie alteran esa situación. Un texto de buena fisiología médica (para humanos) o texto de fisiología comparativa (para una gama más amplia de especies) describirá las fuerzas motrices habituales que utilizan las membranas (no solo las células) para controlar el movimiento de los solutos.