En primer lugar, las bicapas lipídicas no existen en el vacío, se forman en entornos acuosos. Esto significa que el entorno local es diferente (dieléctrico, distribución de carga, potencial electrostático, etc.) en distintas regiones de la interfaz bicapa-agua.
Figura 1: Dibujo de una típica bicapa de lípidos en agua [1]
En segundo lugar, las bicapas lipídicas tienen propiedades muy diferentes dependiendo de la composición, la temperatura, el pH, etc., y los procesos de transporte dependen de las propiedades físicas del sistema . Por ejemplo, una bicapa hecha de un lípido neutro como fosfatidilcolina es más propensa a la difusión (agua) a 300 K en comparación con una bicapa hecha de una mezcla de fosfatidilcolina y colesterol a 300 K, ya que tienen propiedades físicas muy diferentes, temperaturas de fusión, difusión de lípidos ; que a su vez afectan el transporte o la difusión aleatoria.
Habiendo dicho eso:
¿Por qué los iones no se difunden a través de una bicapa (suponiendo que la bicapa es un bloque de baja densidad dieléctrica similar a la región)?
¿Por qué las membranas de ácidos grasos son destruidas por niveles moderados de Mg2 +?
¿Cuáles son las principales diferencias de lípidos y ácidos grasos?
¿Cuáles son los polímeros de proteínas de lípidos y carbohidratos?
- La difusión por definición es un proceso de movimiento aleatorio debido a la energía cinética de las moléculas y, por lo tanto, depende de la temperatura. Una forma de pensar acerca de la difusión es asumiendo el movimiento de pequeños paquetes de volumen libre a través de espacios en la membrana.
Figura 2: Dibujos animados en 2D para la difusión de agua a través de las membranas lipídicas [2]
- La solubilidad de los iones en la región hidrofóbica es realmente baja, lo que esto significa es que los iones prefieren interactuar con el agua en la región acuosa de la bicapa, que entrar en la región oleosa, hidrofóbica o el núcleo bicapa.
- Pero, ¿por qué a los iones no les gustan las regiones hidrofóbicas? : los iones son monopolos, tienen una carga definida a diferencia de las moléculas de agua que son polares con dipolos. Como están cargados, tienen un campo eléctrico a su alrededor, que atrae moléculas o materiales con una constante dieléctrica más alta (como el agua) hacia el campo y empuja (o aleja) las moléculas de constante dieléctrica más baja [3]. Como las moléculas de agua tienen una constante dieléctrica más alta, se agruparán alrededor de iones cargados. Por lo tanto, los iones no existen en el vacío con lípidos, sino en presencia de regiones acuosas a ambos lados de la bicapa (a menos que sea una bicapa fija).
- Si ya están asociados favorablemente con las moléculas de agua en racimos, la energía necesaria para despojar a los iones de las moléculas de agua y entrar en una región similar a un aceite desfavorable es realmente alta, y normalmente requerirá alguna forma de fuerza externa.
- Muchas bicapas tienen superficies cargadas y los iones pueden interactuar con los grupos de cabeza de lípidos cargados, en cuyo caso, no se hidratarán, y la barrera de energía libre para que los iones rompan una atracción electrostática para difundirse a través del núcleo hidrofóbico nuevamente, es realmente alta .
Notas a pie de página
[1] Bicapas lipídicas – Enciclopedia química – agua
[2] http://www.sciencedirect.com/sci…
[3] http://www.jbc.org/content/77/1/…
