¿Cómo se describe una membrana?
Modelo de mosaico fluido
De acuerdo con el modelo, las membranas están constituidas por una bicapa lipídica asimétrica, es decir, una capa de dos moléculas de grosor (aprox. 60 Å), principalmente formada por fosfolípidos anfipáticos, en la cual están ancladas proteínas de membrana. La bicapa le brinda fluidez y elasticidad a la membrana y su cualidad de asimétrica hace referencia a que la composición entre una capa y otra varía. También se pueden encontrar pequeñas cantidades de carbohidratos en una región exterior llamada glicocálix. Este modelo describe a la membrana como un líquido bidimensional que restringe la difusión lateral de los componentes de la membrana. El modelo también incluye dominios, definidos como regiones dentro de la membrana con lípidos y proteínas especiales que promueven la formación de balsas lipídicas o complejos de proteínas y glicoproteínas. Otra forma de ver a los dominios membranales es el anclaje de la membrana lipídica con los filamentos del citoesqueleto, así como con la matriz extracelular a través de proteínas.
Membrana (objeto)
Las características distintivas de las membranas son responsables del interés en utilizarlas como unidad de operación adicional para procesos de separación en procesos de fluidos. Algunas ventajas señaladas incluyen: Las membranas se utilizan con presión como procesos impulsores en la filtración de membranas de solutos y en ósmosis inversa. En diálisis y pervaporación, el potencial químico a lo largo de un gradiente de concentración es la fuerza impulsora. También la perturbación como proceso de extracción asistida por membrana se basa en el gradiente de potencial químico.
Membrana semipermeable
Como ejemplo de como actúa una membrana veamos el fenómeno de ósmosis directa. Para ello, supongamos dos compartimentos separados por una membrana semipermeable (p.e. de acetato de celulosa), de manera que uno contiene agua (compartimento A) y otro una disolución salina concentrada (compartimento B). En esta situación existe un mayor potencial químico del agua presente en A, lo que se manifiesta como una tendencia de difusión hacia B, diluyendo en consecuencia esta disolución. Los iones presentes en la disolución salina no atraviesan la membrana significativamente, porque no tienen afinidad química hacia el material polimérico que la constituye. Por el contrario, las moléculas de agua pueden formar puentes de hidrógeno con el polímero de la membrana y atravesarla.
Biofísica de membranas
La membrana plasmática es una estructura asimétrica formada por dos monocapas lipídicas. La monocapa externa que está orientada hacia el medio extracelular y la monocapa interna, orientada hacia el citosol, tienen distinta composición, distribución de fosfolípidos y colesterol y la organización de las proteínas asociadas a la membrana también puede variar. La cara externa de la membrana plasmática está compuesta principalmente de fosfatidilcolina y esfingomielina, mientras que la fosfatidietalonamina, fosfatidilserina y fosfatidilinositol son los fosfolípidos predominantes de la cara interna o citosólica. Los oligosacáridos unidos a lípidos (glicolípidos) y a las proteínas integrales de membrana (glicoproteínas) se orientan siempre hacia el exterior celular.
Membrana semipermeable
Una membrana semipermeable, también llamada membrana selectivamente permeable, membrana parcialmente permeable o membrana permeable diferenciable, es una membrana que permitirá que ciertas moléculas o iones pasen a través de ella por difusión, y ocasionalmente especializada en "difusión facilitada". El índice del paso depende de la presión osmótica, la concentración, el gradiente electroquímico y la temperatura de las moléculas o de los solutos en cualquier lado, así como la permeabilidad de la membrana para cada soluto.
Membrana plasmática
La membrana plasmática, membrana celular, membrana citoplasmática o plasmalema , es una capa o bicapa lipídica de fosfolípidos y otras sustancias que delimita toda la célula, dividiendo el medio extracelular del intracelular (citoplasma).
Lípido de membrana
La característica principal de los lípidos de membrana es que tienen una alta fluidez que les permite mucho movimiento, contrariamente a lo que se pensaba hasta 1972, momento en el cual Jonathan Singer y Garth Nicolson propusieron el modelo del mosaico fluido.
Potencial de acción
La membrana celular está compuesta mayoritariamente por una bicapa de fosfolípidos altamente hidrofóbica, que impide el paso libre de partículas cargadas como los iones. Por lo cual esta bicapa de fosfolipidos se comporta como un condensador, separando cargas (dadas por los iones en disolución) a una distancia de aproximadamente 4 nm. Esto permite la mantención del potencial de membrana a lo largo del tiempo. El potencial de membrana se debe a la distribución diferencial de iones entre el interior y el exterior celular. Este potencial de membrana es mantenido a lo largo del tiempo por el transporte activo de iones por parte de bombas, tales como la bomba sodio-potasio y la bomba de calcio. Estas proteínas usan la energía de hidrólisis de ATP para transportar iones en contra de su gradiente electroquímico, manteniendo así los gradientes de concentraciones iónicas que definen el potencial de membrana.
Historia de la teoría de la membrana celular
La continua investigación de la membrana celular ha revelado algunas sobresimplificaciones en las teoría de mosaico fluido. Por ejemplo, se ha descubierto que las proteínas de canal iónico no son simples contenedores de agua que fluye a través de su centro, excepto en el caso de los complejos de poros nucleares, que contienen un canal de agua de 9 nm. Similarmente, la difusión libre en la superficie celular no es omnipresente, sino que suele limitarse a las áreas donde solo es necesario atravesar unos pocos nanómetros. Este límite a la fluidez lateral es debido a los anclajes del citoesqueleto, la separación de la fase lipídica y la agregación de estructuras proteicas. Estudios recientes también indican que la parte de la membrana plasmática con una composición exclusivamente lípidica es menor de lo que se pensaba y que la mayor parte de la superficie celular está asociada con alguna proteína. A pesar de estas nuevas observaciones, el modelo de mosaico fluido es todavía popular y a menudo se usa para proporcionar una noción general de la estructura de las membranas biológicas.
Membrana plasmática
De acuerdo con la complejidad, se puede describir dos tipos de membranas plasmáticas, la eucariota y la procariota:
Vibraciones de una membrana circular
y
Eritrocito
La membrana del eritrocito tiene varios roles que ayudan en la regulación superficial de la deformación, flexibilidad, adhesión a otras células y reconocimiento inmunológico. Estas funciones son altamente dependientes de su composición, lo cual define sus propiedades. La membrana del eritrocito está compuesta de tres capas: el glicocálix al exterior, que es rico en carbohidratos; la bicapa lipídica que contiene varias proteínas transmembranales además de sus constituyentes lipídicos principales; y el citoesqueleto membranal, una red estructural de proteínas localizado en la superficie interna de la bicapa lipídica. La mitad de la masa de la membrana del eritrocito en humanos y la mayoría de los mamíferos son proteínas, la otra mitad son lípidos, principalmente fosfolípidos y colesterol.
Bomba de membrana
La bomba de membrana o bomba de diafragma es un tipo de bomba de desplazamiento positivo, generalmente alternativo, en la que el aumento de presión se realiza por el empuje de unas paredes elásticas —membranas o diafragmas— que varían el volumen de la cámara, aumentándolo y disminuyéndolo alternativamente. Unas válvulas de retención, normalmente de bolas de elastómero, controlan que el movimiento del fluido se realice de la zona de menor presión a la de mayor presión.
Membrana epirretiniana
La membrana epirretinal (es decir "membrana sobre la retina") o pucker macular o membrana epirretínica es una enfermedad del ojo consistente en el desarrollo de una sutil membrana casi translúcida sobre la mácula (es decir, la zona central de la retina que es fundamental para la visión). Cuando tal membrana se contrae y se arruga causa una deformación y una progresiva distorsión de la mácula misma con los consecuentes defectos visuales.
Biofísica de membranas
La membrana plasmática es un mosaico de diferentes tipos de proteínas (generalmente glicoproteínas) insertadas en una bicapa de fosfolípidos. El conjunto se mueve en el plano de la membrana como si fuera un fluido, de ahí el nombre que recibe este modelo de estructura: mosaico fluido. Así pues, todas las membranas biológicas son entidades dinámicas, es decir, estructuras fluidas, pues la mayoría de sus lípidos y proteínas son capaces de moverse en el plano de la membrana, además de sufrir un continuo recambio de componentes. Así, existen cuatro tipos de movimientos de lípidos a través de la bicapa: difusión lateral, rotación sobre el eje mayor, flexión y flip-flop.
Protobionte
La compartimentación fue importante para el origen de la vida. Las membranas forman compartimientos cerrados que están separados del ambiente externo, proporcionando así al protobionte espacios acuosos funcionalmente especializados. Como la bicapa lipídica de las membranas es impermeable a la mayoría de las moléculas hidrófilas (disueltas en agua), las células tienen sistemas de transporte de membranas que logran la importación de moléculas nutritivas así como la exportación de desechos. Es muy difícil construir protobiontes a partir de ensamblajes moleculares. Un paso importante en este desafío es el logro de la dinámica de las vesículas que son relevantes para las funciones celulares, como el tráfico de membranas y la autorreproducción, utilizando moléculas anfifílicas. En la Tierra primitiva, numerosas reacciones químicas de compuestos orgánicos produjeron los ingredientes de la vida. De estas sustancias, las moléculas anfifílicas podrían ser el primer jugador en la evolución del ensamblaje molecular a la vida celular. Un paso de la vesícula a protobionte podría ser el desarrollo de vesículas autorreproductoras junto con el sistema metabólico.
Membrana interna
Se llama membrana interna al interior de la membrana celular de las bacterias. Se utiliza para mantener la forma del orgánulo contenido dentro de su estructura, y actúa como barrera contra ciertos peligros.
Hipótesis de la dínamo
El paradigma de la membrana es un modo de observar los agujeros negros que permite que el material cercano a sus superficies se exprese en el lenguaje de la hipótesis de la dinamo.
Membrana de Bowman
La membrana de Bowman es una de las cinco capas de la córnea. Está localizada entre el epitelio externo y el estroma de la misma y su grosor oscila entre 8 y 14 micras. Está compuesta de fibras de colágeno y ayuda a la córnea a mantener su forma. Si la membrana de Bowman se daña, suele quedar una cicatriz como secuela, pues no posee capacidad de regeneración.
Transporte de membrana
La naturaleza de las membranas biológicas, especialmente la de sus lípidos, es anfipática, lo que se traduce en que forman una bicapa que alberga una parte interna hidrofóbica y una externa hidrofílica, permite que surja una posibilidad de transporte, la difusión simple o difusión pasiva, que consiste en la difusión de sustancias a su través sin gasto de energía metabólica y sin ayuda de proteínas transportadoras. En el caso de que la sustancia a transportar posea una carga neta, difundirá no sólo en respuesta a un gradiente de concentración, sino también al potencial de membrana, esto es, al gradiente electroquímico.
Transporte de membrana
Una bomba es una proteína que hidroliza ATP para transportar a través de una membrana un determinado soluto a fin de generar un gradiente electroquímico que confiera unas características de potencial a esta. Dicho gradiente posee un interés por sí mismo para la definición del estado de la célula, como es el potencial de Nernst, pero interviene activamente en el transporte de sustancias a través de la membrana, que es el tema aquí tratado, puesto que aporta un aumento de entropía al sistema en caso de cotransporte de sustancias que se encuentran en trasiego en contra de su gradiente.
Transporte de membrana
Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos especializadas en el transporte de moléculas concretas. Puesto que la diversidad y fisiología de las distintas células de un organismo está relacionada en buena medida con su capacidad de captar unos u otros elementos externos, se postula que debe existir un acervo de proteínas transportadoras específico para cada tipo celular y para cada momento fisiológico determinado; dicha expresión diferencial se encuentra regulada mediante: la transcripción diferencial de los genes codificantes para esas proteínas y su traducción, es decir, mediante los mecanismos genético-moleculares, pero también a nivel de la biología celular: dichas proteínas pueden requerir de activación mediada por rutas de señalización celular, activación a nivel bioquímico o, incluso, de localización en vesículas del citoplasma.
Ósmosis
El celofán cumple el papel de una membrana y la característica que presenta es la de no permitir el paso de las moléculas de azúcar en la solución, lo cual significa que es impermeable al azúcar. Por el contrario, deja pasar con facilidad las moléculas de agua, o sea, es permeable a ella. Las membranas que presentan este comportamiento reciben el nombre de semipermeables. De acuerdo a lo anterior, en el experimento se puede observar que, al comienzo el recipiente formado por la membrana de celofán se encuentra distendido, pero poco a poco va aumentando de tamaño hasta quedar inflado. Esto es consecuencia de la difusión del agua a través de la membrana, desde el recipiente hacia el interior de la bolsa. Este es el fenómeno que se conoce como ósmosis.
Célula vegetal
La "membrana plasmática", "membrana celular", "membrana citoplasmática" o "plasmalema", es una bicapa lipídica que delimita toda la célula. Es una estructura formada por dos láminas de fosfolípidos, glucolípidos y proteínas que rodean, limitan la forma y contribuyen a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. Regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular.
Transporte de membrana
En biología celular se denomina transporte de membrana, transporte celular o transporte trans-membranal al conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, iones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas. La membrana celular está constituida por lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40-50 %, 40-50 % y 10 %, respectivamente. En la membrana de la célula eucariota existen 3tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Una parte de estas moléculas lipídicas es hidrófila y la otra hidrófoba, por lo que cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan formando una bicapa lipídica. La membrana tiene un cierto grado de fluidez, que depende de la temperatura y su composición. La presencia de ácidos grasos insaturados y de cadena corta favorecen la fluidez, mientras que la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.
Potencial de unión líquida
Este potencial es responsable del potencial de membrana que aparece entre las dos caras de una membrana semipermeable, como la membrana celular y que es responsable, entre otros fenómenos, de la transmisión del impulso nervioso.
Abiogénesis
La compartimentación fue importante para el origen de la vida. Las membranas forman compartimientos cerrados que están separados del ambiente externo, proporcionando así al protobionte espacios acuosos funcionalmente especializados. Como la bicapa lipídica de las membranas es impermeable a la mayoría de las moléculas hidrófilas (disueltas en agua), las células tienen sistemas de transporte de membranas que logran la importación de moléculas nutritivas así como la exportación de desechos. Es muy difícil construir protobiontes a partir de ensamblajes moleculares. Un paso importante en este desafío es el logro de la dinámica de las vesículas que son relevantes para las funciones celulares, como el tráfico de membranas y la autorreproducción, utilizando moléculas anfifílicas. En la Tierra primitiva, numerosas reacciones químicas de compuestos orgánicos produjeron los ingredientes de la vida. De estas sustancias, las moléculas anfifílicas podrían ser el primer jugador en la evolución del ensamblaje molecular a la vida celular. Un paso de la vesícula a protobionte podría ser el desarrollo de vesículas autorreproductoras junto con el sistema metabólico.
Serosa
Se puede hablar de dos tipos de membranas serosas, aunque en realidad se trata de la misma membrana con distinto nombre según la posición que ocupe. Así, la serosa que tapiza una cavidad de manera similar a la pintura que recubre las paredes de una habitación, se denomina serosa parietal. Mientras que la serosa que tapiza los órganos que se encuentran en esa cavidad, se denomina serosa visceral. Existen algunos órganos cuya serosa recibe un nombre específico, habitualmente debido a la importancia de su función. Estas son:
Sistema endomembranoso
Además de estas funciones universales, la membrana plasmática tiene un rol específico en organismos multicelulares. Las membranas contienen glucoproteínas que ayudan al reconocimiento de otras celulares, de modo que puedan intercambiar metabolitos y formar tejidos. Otras proteínas de la membrana plasmática permiten la unión con el citoesqueleto y la matriz extracelular. Estas funciones ayudan a mantener la forma de la célula y fijan la ubicación de las proteínas membranales. También se pueden encontrar enzimas ctalizadoras de reacciones en la membrana. Las proteínas receptoras en la membrana tiene una forma específica que depende del mensajero químico que lo active. Esto resulta en diferentes respuestas celulares.
Modelo de mosaico fluido
La membrana no siempre es plana. Algunas curvaturas locales pueden ser causadas por la asimetría y la organización diferente a una bicapa, como las que se mencionaron anteriormente. Algunas curvaturas más pronunciadas y funcionales se logran a través de los dominios BAR, que se unen al fosfatidilinositol en la superficie de la membrana, ayudando en la formación de vesículas, de organelos y en la división celular. El desarrollo de la curvatura está en constante cambio y contribuye a la naturaleza dinámica de la membrana.
Membrana plasmática eucariota
Antiguamente se creía que la membrana plasmática era un conjunto estático formado por la sucesión de capas proteínas-lípidos-lípidos-proteínas. Hoy en día se concibe como una estructura dinámica cuyo modelo se conoce como "mosaico fluido", término acuñado por S. J. Singer y G. L. Nicolson en 1972. Es una estructura líquida bidimensional de dos moléculas de grosor, en la que una porción de la misma puede fluir literalmente desde un punto de la membrana hasta otro. Esta estructura general —modelo unitario— se presenta también en todo el sistema de endomembranas (membranas de los diversos orgánulos del interior de la célula), como retículo endoplasmático, aparato de Golgi y envoltura nuclear, y los de otros orgánulos, como las mitocondrias y los plastos, que proceden de endosimbiosis.
Ósmosis
Las membranas de las células vegetales son también semipermeables, y en este caso también en un medio isotónico, el paso del agua en los dos sentidos se equilibran. En presencia de un medio hipotónico la célula absorbe agua llenando sus vacúolos, dando origen a una situación denominada turgencia. Por otro lado, en un medio hipertónico, el agua sale de la célula a través de la membrana, pudiendo llegarse a que la pared celular se despegue de la membrana plasmática, provocando lo que se llama la plasmólisis.
Lisis
En la célula animal la membrana es la única barrera, pero en plantas y bacterias la membrana se encuentra rodeada por una pared celular. La pared celular bacteriana está compuesta por peptidoglicanos. Estos tipos de barrera extracelular confieren forma y rigidez a las células.
Potencial de membrana
El potencial de membrana no es el mismo en todas las células, dependiendo del origen de las mismas. Existen células que tienen -50 mV y otras, como por ejemplo las musculares, que oscilan entre -50 y 60 mV.
Membrana sinovial
La membrana sinovial es una fina capa de tejido que recubre la parte interna de la cápsula articular (estructura que envuelve las articulaciones móviles de los animales vertebrados).
Arquitectura textil
Una vez diseñada la estructura, comienza el proceso de fabricación e instalación. La membrana que se usa para la fabricación de estructuras tensadas suele presentarse en rollos. Estos se cortan en ploters de corte automatizado, siguiendo el patronaje desarrollado por el proyectista. Una vez que están cortados los patrones, estos deben unirse para formar la membrana. Hay diferentes maneras de unir los paños, dependiendo del tipo de trabajo y del tejido elegido. Existen uniones cosidas, soldadas por alta frecuencia, con cuña caliente, por aire caliente, planchas calientes, ultrasonido, pegadas, etcétera. Una vez realizada la membrana, deben acoplarse los diferentes accesorios que permiten unirla a los mástiles perimetrales.
Membrana plasmática eucariota
La membrana plasmática eucariota, también llamada membrana celular, membrana citoplasmática o plasmalema de las células eucariotas, es una bicapa lipídica que delimita toda la célula. Es una estructura formada por dos láminas de fosfolípidos, glucolípidos y proteínas que rodean, limitan la forma y contribuyen a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. Regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Es similar a las membranas que delimitan a las células procariotas, en especial al de las bacterias, y es similar también a las membranas de los orgánulos del sistema endomembranoso.
Vibraciones de una membrana circular
Considérese un disco de formula_1 de radio formula_2 centrado en el origen, el cual representa la forma quieta de la membrana del tambor. En todo instante formula_3 la elevación de la forma de la membrana en un punto formula_4 en formula_1 medido a partir de la forma quieta de la membrana se escribirá como formula_6 el cual puede tomar tanto valores positivos como negativos. Llamemos formula_7 la frontera de formula_8 es decir, el círculo de radio formula_2 centrado en el origen, que representa el marco rígido al cual se encuentra fijada la membrana.
Ala (insectos)
La membrana está formada por dos capas de tegumento estrechamente yuxtapuestos, mientras que las venas se forman cuando las dos capas permanecen separadas y la cutícula puede ser más gruesa y más fuertemente esclerotizada. Dentro de cada una de las venas principales se encuentran un nervio y una tráquea, y, puesto que las cavidades de las venas están conectados con el hemocele, la hemolinfa puede fluir hacia las alas. También son el lumen alas, siendo una extensión del hemocele, que contiene la tráquea, los nervios, y en la hemolinfa. A medida que el ala se desarrolla, las capas integumentarias dorsal y ventral se estrechan aposición en la mayor parte de su área de formación de la membrana del ala. Las áreas restantes forman canales, las venas en el futuro, en los que los nervios y tráqueas pueden ocurrir. La cutícula que rodea las venas se vuelve más gruesa y más fuertemente esclerotizada para proporcionar fuerza y rigidez a la banda. Puede haber pelos de dos tipos en las alas: microtriquios, que son pequeños y dispersos irregularmente, y macrotriquios, que son más grandes, con ranuras, y pueden estar restringidos a las venas. Las escamas de Lepidoptera y Trichoptera son macrotriquios muy modificados.
Cilio
La membrana del cilio se continúa a través de la zona apical de la membrana plasmática. Se forma por fusión de vesículas alrededor del centriolo o de compartimentos especializados, y consta de una serie de dominios que se distinguen entre sí por su composición de proteínas y probablemente también de lípidos, adaptada esta última en cada caso al medio donde se desenvuelven. Algunos estudios indican que al menos, en algunos casos, la fluidez de la membrana puede responder a señales como el ATP extracelular. Las proteínas de transmembrana cuentan con glicocálix. Se sabe que las lectinas ciliotóxicas PA-IL y PA- IIL de "Pseudomonas aeruginosa" se unen a él en el epitelio ciliado de las vías aéreas humanas, probablemente en residuos de D-galactosa y L-Fucosa, provocando la inmovilización de los cilios. Se puede distinguir los siguientes dominios de membrana:
Altavoz de cinta
La membrana es una fina lámina corrugada de aluminio (cinta) colocada en posición vertical y situada entre dos potentes imanes permanentes. La lámina tiene adheridas unas tiras conductoras que cuando reciben la señal eléctrica, generado un flujo magnético entre los imanes. El magnetismo generado hace vibrar la membrana produciendo una diferencia de tensión, la misma puede amplificarse para obtener el sonido que recibió la membrana.
Destilación por membrana
El grosor de la membrana es una de las características más eficaces en el rendimiento de la membrana MD. El espesor de la membrana y el flujo de permeado de la membrana están inversamente relacionados entre sí. A medida que la membrana se vuelve más delgada, el flujo de permeado aumenta debido a la reducción de la resistencia a la transferencia de masa. Por otro lado, cuando aumenta el espesor de la membrana, la pérdida de calor disminuye. Por lo tanto, existe una compensación entre la ventaja (menor pérdida de calor) y la desventaja (menor flujo de permeado) de una membrana más gruesa.
Historia de la teoría de la membrana celular
Las ideas de una membrana semipermeable y de una barrera permeable a los solventes pero impermeable a las moléculas de soluto se desarrollaron al mismo tiempo. El término ósmosis data de 1827, y su importancia en los fenómenos fisiológicos quedó pronto patente, pero no fue hasta 1877 que el botánico Wilhelm Friedrich Philipp Pfeffer introdujo la teoría de la membrana en el contexto de la fisiología celular y propuso que la célula estaba encapsulada por una superficie delgada, la membrana plasmática; el agua celular y los solutos, como los iones de potasio, formaban una solución diluida. En 1889, Hamburger usó la hemólisis de eritrocitos para determinar la permeabilidad de varios solutos. Al medir el tiempo hasta que las células se hinchaban hasta porposar su límite de elasticidad, pudo estimar la velocidad de penetración del tomando en cuenta el cambio en el volumen de la célula. Overton —un primo lejano de Charles Darwin— fue el primero en proponer el concepto de una membrana plasmática lipídica en 1899.
Envoltura nuclear
La membrana nuclear externa ("ONM") de la envoltura nuclear, es la unidad de membrana que está bañada por el citoplasma en su cara externa, mientras su otra cara limita la cisterna nuclear. Esta membrana se encuentra "enriquecida" por unas proteínas especializadas, involucradas en el anclaje del núcleo al citosqueleto. La superficie citoplásmica de esta cara, está rodeada por una red laxa y delgada de filamentos intermedios de citoesqueleto, llamada vimentina. Suele poseer ribosomas y se continúa con la membrana del retículo endoplásmico rugoso (RER).
Historia de la teoría de la membrana celular
Durante la misma época del desarrollo del modelo de la bicapa, Paul Mueller y Donald Rudin consiguieron estabilizar membranas protelipídicas bimoleculares "in vitro" y estudiar sus propiedades. Al extender una de estas bicapas sobre una apertura, determinaron que exhibía fluidez lateral, alta resistencia eléctrica y capacidad de autoreparación en caso de punción. Estas bicapas pasaron a conocerse como BML aunque desde el inicio el significado de este acrónimo ha sido ambiguo. A principios de 1966, BML era usado para referirse a una «membrana lipídica negra» o a una «membrana lipídica bimolecular».
Membrana vitelina
La membrana vitelina es la estructura biológica que se encuentra directamente adyacente a la superficie exterior de la membrana plasmática de un óvulo. En su gran mayoría está formada de fibras proteínicas, con los receptores proteínicos necesarios para adhesión del esperma, los cuales a su vez se encuentran ligados a los receptores de esperma de la membrana plasmática. La especificidad de especies de estos receptores ayudan a prevenir el cruce entre especies diferentes.
Membrana plasmática
Es la estructura más extendida entre los seres vivos y caracteriza a los organismos eucariotas y bacterias, además de ciertos virus. Están compuestas por fosfolípidos anfifílicos, tienen una cabeza fosfato hidrofílica y una cola hidrofóbica que consiste en dos cadenas de ácidos grasos. Los ácidos grasos están unidos a través de un enlace éster a la cadena principal del "sn"-glicerol-3-fosfato. La bicapa de ácidos grasos no solo se encuentra en las membranas plasmáticas, también se observa en las membranas de los orgánulos membranosos eucariotas y en la membrana externa adicional de las bacterias gramnegativas.
Sistema endomembranoso
El spitzenkörper es un componente del sistema endomembranoso encontrado únicamente en hongos, y está asociado con el crecimiento de punta de hifa. Es un cuerpo de fase oscura compuesto por una agregación de vesículas rodeadas por membrana que contienen componentes de la pared celular. Sirve como punto de ensamblaje y liberación de estos componentes entre el aparato de Golgi y la membrana celular. El spitzenkörper es capaz de moverse y su desplazamiento genera nuevo crecimiento de puntas de hifa. La membrana plasmática es una membrana formada por una bicapa de fosfolípidos que separa al contenido celular del ambiente que la rodea, y regula el transporte de moléculas y señales hacia el interior y exterior de la célula. Tiene incrustadas proteínas que realizan diversas de sus funciones. La membrana plasmática no tiene una estructura fija ni rígida, las moléculas que la componen son capaces de realizar movimientos laterales. Estos movimientos, junto con los múltiples componentes que la conforman son la razón por la que se refiere a ella como "mosaico fluido". Moléculas pequeñas como dióxido de carbono, agua y oxígeno pueden atravesar la membrana plasmática libremente mediante difusión u ósmosis. Las moléculas de mayor tamaño que la célula necesita son ingresadas con la ayuda de proteínas mediante el transporte activo.
Membrana (estructura)
La teoría de Prandtl (1903) describe cómo una membrana estirada inicialmente plana se curva bajo el efecto de fuerzas perpendiculares a la misma, como el viento o la presión de un fluido. Las velas de los barcos son un ejemplo de membranas de este tipo.
Destilación por membrana
La destilación por membrana es un proceso de separación en el que la separación es térmicamente impulsada por el cambio de fase. Una membrana hidrófoba presenta una barrera para la fase líquida, lo que permite que la fase de vapor (por ejemplo, vapor de agua) pase a través de los poros de la membrana. La fuerza impulsora del proceso es una diferencia de presión de vapor parcial comúnmente provocada por una diferencia de temperatura.
Membrana biológica
La membrana biológica está formada por lípidos con colas hidrofóbicas y cabezas hidrofílicas. Las colas hidrófobas son colas de hidrocarburos cuya longitud y saturación es importante para caracterizar la célula. Las balsas de lípidos se producen cuando las especies de lípidos y las proteínas se agregan en dominios de la membrana. Estos ayudan a organizar los componentes de la membrana en áreas localizadas que están involucradas en procesos específicos, como la transducción de señales.
Destilación por membrana
La porosidad de las membranas MD debe ser lo más alta posible hasta que no se produzca el fenómeno de humectación. La superficie porosa puede conducir a un mayor flujo de permeado. La porosidad de la membrana se define como el volumen de los poros dividido por el volumen total de la membrana. Puede determinarse por método gravimétrico. La porosidad de la membrana, ε, se puede calcular mediante la siguiente ecuación:
Membrana biológica
En las células animales, la fluidez de la membrana está modulada por la inclusión del esterol colesterol. Esta molécula está presente en cantidades especialmente grandes en la membrana plasmática, donde constituye aproximadamente el 20% en peso de los lípidos de la membrana. Debido a que las moléculas de colesterol son cortas y rígidas, llenan los espacios entre las moléculas de fosfolípidos vecinas que dejan los pliegues en sus colas de hidrocarburos insaturados. De esta forma, el colesterol tiende a endurecer la bicapa, haciéndola más rígida y menos permeable.
Presión osmótica
En ausencia de transporte activo, la membrana celular permite el paso de moléculas de agua y de todos los solutos permeables hasta que se igualen sus respectivos potenciales químicos a ambos lados de la membrana. No obstante, existe un gran número de especies, tanto en el fluido que rodea la célula como en el fluido celular o citoplasma, que no pueden atravesar la membrana. Si la concentración total de este soluto es más grande en el fluido que rodea la célula, esta perderá agua por ósmosis, y se dice que el fluido circundante es hipertónico respecto al fluido celular (tiene mayor presión osmótica). En caso contrario, cuando la concentración total del soluto que no puede atravesar la membrana es mayor en el fluido de la célula, esta ganará agua del líquido hipotónico circundante (de menor presión osmótica). Cuando no se produce transferencia neta de agua entre el fluido celular y el que rodea la célula, se dice que los dos fluidos son isotónicos, es decir, tienen la misma presión osmótica. La sangre y la linfa son aproximadamente isotónicos respecto de las células de un organismo.
Mesofase
En física, una mesofase es un estado de materia intermedio entre líquido y sólido. La gelatina es un ejemplo común de una estructura parcialmente ordenada en una mesofase. Además, las estructuras biológicas tales como las bicapas lipídicas de las membranas celulares son ejemplos de mesofases.
Proteínas y carbohidratos de membrana
La Membrana plasmática es muy importante para todos aquellos organismos que cuentan con ella y su principal importancia es que la permeabilidad selectiva de la membrana plasmática juega un papel fundamental en las células teniendo en cuenta que el intercambio de sustancias entre esta y el medio, aporta los compuestos necesarios para que se lleven a cabo las funciones celulares. En este sentido la membrana se encarga de regular dicho intercambio además de permitir la salida de los productos del metabolismo que la célula no necesita.
Ósmosis
La clave está en la constitución del fajo de membranas que intercalan redes-canales de circulación entre capa y capa y finalmente convergen en el centro del sistema. Como hay un flujo de entrada y dos flujos de salida, al uno se le conoce como rechazo salino y al otro como flujo de permeado y sus valores dependerán de la presión de entrada impuesta al sistema. Por lo general es factible encontrar membranas confeccionadas con poliamida o acetato de celulosa (este último material está en desaparición) con un rechazo salino de entre 96,5-99,8 %. Existen membranas especializadas para cada tipo de agua, desde agua de mar hasta aguas salobres.
Sistema endomembranoso
Existen diferentes tipos de vesículas, cada uno con una configuración diferente de proteínas. La mayoría de las vesículas se encuentran formados por regiones específicas de membranas. Cuando una vesícula brota de una membrana, esta contiene proteínas específicas en su cara citosólica. Cada membrana que recibe una vesícula tiene igualmente moléculas de reconocimiento en su cara citosólica. Estas moléculas son correspondientes a las proteínas de las vesículas que viajan hacia una membrana. Una vez que la vesícula llega a su destino se fusiona con la membrana.
Ósmosis
Se denomina membrana semipermeable a aquella estructura que contiene poros o agujeros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes, normalmente del tamaño de micrómetros. Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua, que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes.
Membrana biológica
Los distintos tipos de membranas también crean orgánulos intracelulares: endosoma; retículo endoplásmico liso y rugoso; retículo sarcoplásmico; aparato de Golgi; lisosoma; mitocondria (membranas internas y externas); núcleo (membranas internas y externas); peroxisoma; vacuola gránulos citoplasmáticos; vesículas celulares (fagosoma, autofagosoma, vesículas recubiertas de clatrina, vesículas recubiertas con COPI y recubiertas con COPII) y vesículas secretoras (incluidos sinaptosomas, acrosomas, melanosomas y gránulos de cromafines). Los diferentes tipos de membranas biológicas tienen diversas composiciones de lípidos y proteínas. El contenido de las membranas define sus propiedades físicas y biológicas. Algunos componentes de las membranas juegan un papel clave en la medicina, como las bombas de eflujo que bombean los medicamentos fuera de la célula.
Bicapa lipídica
La bicapa lipídica es una delgada membrana polar formada por dos capas de moléculas de lípidos, estas membranas son láminas planas que forman una barrera continua alrededor de las células y sus estructuras. Las membranas celulares de todos los organismos celulares y algunos virus están compuestas por una bicapa lipídica, así como lo son las membranas que rodean el núcleo de la célula y otras estructuras subcelulares. La bicapa lipídica es la barrera que mantiene a iones, proteínas y otras moléculas donde se necesitan evitando su dispersión. Contiene nanómetros de espesor, son impermeables a la mayoría de las moléculas solubles en agua (moléculas hidrofílicas), son impermeables a los iones permitiendo que las células regulen las concentraciones de sal y pH mediante el transporte de iones a través de sus membranas de proteínas llamadas bombas iónicas o canales iónicos.
Destilación por membrana
El ángulo de contacto es importante en la investigación de membranas, ya que revela la hidrofilia y el comportamiento de humectación de una membrana. Se desea una membrana hidrófila ya que exhibe propiedades de bajo ensuciamiento y alto flujo de agua.
Membrana plasmática eucariota
El 98 % de los lípidos presentes en las membranas celulares son los anfipáticos, es decir que presentan un extremo hidrófilo (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los tres principales tipos de lípidos en las membranas eucarióticas son los fosfolípidos, los esfingoglucolípidos y esteroides (sobre todo colesterol); cabe mencionar que los fosfoglicéridos y los esfingolípidos se encuentran en todas las células. Estos últimos, glucolípidos y esteroides, no existen o son escasos en las membranas plasmáticas de las células procariotas, hongos y algunos protistas. Existen también grasas neutras, que son lípidos no anfipáticos, pero solo representan un 2 % del total de lípidos de membrana. El porcentaje de proteínas oscila entre un 20 % en la mielina de las neuronas y un 70 % en la membrana interna mitocondrial; el 80 % son intrínsecas, mientras que el 20 % restantes son extrínsecas. Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tienen una dotación muy específica de proteínas; las membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan. En la membrana las proteínas desempeñan diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular, adhesión) y enzimas.
Medicamento
Las membranas celulares se componen fundamentalmente de una matriz lipídica bimolecular que contiene colesterol y fosfolípidos. Los lípidos proporcionan estabilidad a la membrana y determinan sus características de permeabilidad. En la matriz lipídica se encuentran embutidas macromoléculas proteicas globulares de volumen y composición variables. Algunas de estas proteínas de la membrana participan en el proceso de transporte y también pueden tener la función de receptores para la regulación celular.
Serosa
En anatomía, una serosa (o membrana serosa) es una membrana compuesta por dos finas capas de células epiteliales. Las serosas tapizan las cavidades corporales y recubren los órganos que se encuentran en ellas, además de secretar un fluido acuoso que reduce la fricción y actúa de lubricante en el roce entre los distintos elementos de esa cavidad. Se diferencian de las membranas adventicias en que la función de estas últimas es mantener la localización de los órganos más que disminuir el roce, que es la función de las serosas (por ejemplo, en el retroperitoneo).
Potencial de membrana
Como resultado de la permeabilidad selectiva de la membrana plasmática, la presencia de iones o moléculas con carga negativa que no se difunden dentro de la célula y la acción de varias unidades de bomba sodio-potasio, hay una distribución desigual de cargas a través de la membrana. Como consecuencia, el interior de la célula tiene mayor cantidad de cargas negativas en comparación con el exterior. Esta diferencia de carga da lugar a una diferencia de potencial que se conoce como el potencial de membrana.
Concentrador de oxígeno
En la separación de gases por membrana, las membranas actúan como una barrera permeable a través de la cual los diferentes compuestos se mueven a diferentes velocidades o no cruzan en absoluto.
Sistema endomembranoso
Los orgánulos del sistema endomembranoso pueden estar intercomunicados de dos maneras: mediante contacto directo o mediante la trasferencia de segmentos de membrana en forma de vesículas. A pesar de esto, las membranas de los diferentes orgánulos no son idénticas; varían sus estructuras y funciones. El grosor, la composición molecular, y el comportamiento metabólico de una membrana pueden ser modificados a lo largo de la vida de la célula. Las membranas que componen el sistema endomembranoso se construyen a partir de una bicapa lipídica, con proteínas unidas a cada lado o atravesándolas y otras moléculas de reconocimiento.
Cecropia membranacea
membranacea: epíteto latino que significa "con membrana".
Bicapa lipídica
La mayoría de las membranas naturales son una mezcla compleja de diferentes moléculas de lípidos. Si algunos de los componentes son líquidos a una temperatura dada, mientras que otros están en la fase de gel, las dos fases pueden coexistir en regiones separadas en el espacio, como un iceberg flotando en el océano. Esta separación de fases desempeña un papel fundamental en los fenómenos bioquímicos debido a que los componentes de la membrana, tales como las proteínas pueden repartirse en una u otra fase y por lo tanto están concentradas o activadas a nivel local. Un componente particularmente importante de muchos sistemas de fase mixta es el colesterol, que modula la permeabilidad de la bicapa, resistencia mecánica, y las interacciones bioquímicas.
Garth L. Nicolson
Mientras trabajaba como investigador asociado en el Instituto Salk de Estudios Biológicos, Nicolson colaboró con S.J. Cantante de la Universidad de California, San Diego. Hicieron un modelo fundamental para la estructura de las membranas celulares, al que llamaron Modelo de mosaico fluido, y lo publicaron en un artículo de 12 páginas en la edición del 18 de febrero de 1972 de " Science " . Fue el primer modelo en biología celular que se basó en propiedades de termodinámica. Las descripciones anteriores de la membrana celular tenían serias inconsistencias con las propiedades observadas de la bicapa lipídica. Según el modelo de mosaico fluido, a diferencia de otros modelos, la membrana celular está compuesta por una única bicapa lipídica asociada a dos grupos de proteínas. Las proteínas periféricas se encuentran en la superficie, mientras que las proteínas integrales están incrustadas en la capa lipídica. Las proteínas son muy variadas, creando así un patrón de mosaico. La mayor parte de la membrana está compuesta de fosfolípidos, que exhiben fluidez como el aceite. Los fosfolidos no solo son estacionarios, sino que pueden moverse, y las proteínas pueden moverse en la capa líquida de lípidos. Estas propiedades dan flexibilidad a la membrana. El modelo resultó ser la base de la comprensión moderna de la estructura y funciones de la membrana celular. Aunque sus supuestos básicos siguen siendo ciertos, la naturaleza dinámica se ha subestimado y se ha incorporado más información con nuevos descubrimientos.
Membrana plasmática eucariota
La composición química de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentren, pero se puede estudiar de forma general. La membrana plasmática está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas no covalentemente a esa bicapa, y glúcidos unidos covalentemente a los lípidos o a las proteínas. Las moléculas más numerosas son los lípidos, ya que se calcula que por cada 50 lípidos hay una proteína. Sin embargo, las proteínas, debido a su mayor tamaño, representan aproximadamente el 50 % de la masa de la membrana.
Nanotubo de membrana
Estas estructuras pueden estar implicadas en la comunicación intercelular, la transferencia de ácidos nucleicos entre células en un tejido, y la diseminación de patógenos o toxinas como el VIH y priones. Los nanotubos de membrana fueron descritos por primera vez en un artículo de "Cell" de 1999 que examinaba el desarrollo de los discos imaginales de las alas de "Drosophila melanogaster". Más recientemente, un artículo de "Science" publicado en 2004 describía estructuras que conectaban varios tipos de células inmunitarias, así como conexiones entre células cultivadas.
Microdominios de membrana
Dentro de estos microdominios de membrana se encuentran ancladas diferentes tipos de proteínas dándole una organización a la membrana; se sabe que tienen una importancia fisiopatológica en la que se involucra los depósitos de la membrana para los cambios morfológicos celulares, por ejemplo la citocinesis, el proceso de vesiculación, la distribución de proteínas, ya sea receptoras, de señalización, etc., y también la entrada de agentes infecciosos tales como retrovirus, influenza o VIH. En el sistema inmune se sabe que juega un papel importante en la señalización ya que existen receptores de las células T ancladas a estas regiones.
Brana
En el marco de la teoría de cuerdas, la membrana (M) es un conjunto de dimensiones presente, ampliando sus límites.
Proteínas y carbohidratos de membrana
La membrana define los límites externos de las células y regulan el tráfico molecular a través de estos límites. Es flexible, autosellante y selectivamente permeable a los solutos polares.
Lípido de membrana
Los lípidos de membrana confieren pues a la membrana plasmática un alto dinamismo, mediante su movilidad, su fluidez y su asimetría.
Membrana (objeto)
Este concepto de membrana se conoce desde el siglo XVIII, pero se utilizó poco fuera del laboratorio hasta el final de la Segunda Guerra Mundial. El suministro de agua potable en Europa se vio comprometido por la guerra y se utilizaron filtros de membrana para evaluar la seguridad del agua. Sin embargo, debido a la falta de confiabilidad, operación lenta, selectividad reducida y costos elevados, las membranas no fueron ampliamente explotadas. El primer uso de membranas a gran escala fue con tecnologías de microfiltración y ultrafiltración. Desde la década de 1980, estos procesos de separación, junto con la electrodiálisis, se emplean en grandes plantas y, hoy en día, varias empresas con experiencia prestan servicios en el mercado.
Membranófono
Se llama anó o instrumento de percusión de membrana al instrumento musical cuya vibración se produce en una membrana tensa (También llamada parche) hecha de piel o de materiales sintéticos. A veces pueden tener dos membranas tensas, como en el caso de algunos instrumentos cilíndricos que tienen un parche en cada extremo.
Biofísica de membranas
El modelo actual que describe la organización estructural de la membrana plasmática fue propuesto en 1972 por los científicos Jonathan Singer y Garth Nicolson (Singer y Nicolson, 1972). Este modelo describe la membrana plasmática como un mosaico fluido que contiene diversas proteínas insertadas en una matriz de fosfolípidos. Los fosfolípidos en la membrana forman una bicapa lipídica con las cabezas polares dirigidas hacia el exterior y las colas hidrofóbicas hacia el interior de la bicapa. Tiene un grosor aproximado de 75 Å, por ello no es posible visualizarla al microscopio óptico pero sí con el microscopio electrónico, a través del cual la membrana plasmática se muestra, cuando se utilizan técnicas de tinción positiva, como una estructura formada por dos líneas oscuras laterales y una central más clara.
Lípido de membrana
Los lípidos constituyen aproximadamente el 50 % de las moléculas de las membranas biológicas, en la mayoría de las células. Sin embargo, en las membranas mitocondriales, esta proporción puede rebajarse hasta solo un 15% de la masa total de la membrana. Los lípidos se pueden juntar de distintos modos para formar una membrana: en micelas, en bicapas lipídicas o bien en liposomas, pero las membranas plasmáticas son siempre bicapas (con excepción de la "monocapa" presente en algunas de las Archaea, que son bastante más estables y resistentes a la disgregación, por lo tanto, no resulta extraño que este tipo de membrana sea habitual entre las Archaea hipertermófilas, que se desarrollan en ambientes con temperaturas muy altas).
Placenta
El tejido fetal está en contacto con la sangre de la madre y la membrana que les separa es mucho más fina que en otros tipos de placenta, puesto que sólo tiene tres capas (sincitiotrofoblasto, conjuntivo y endotelio vascular fetal). La membrana placentaria va perdiendo grosor con el curso del embarazo y se va haciendo, más propensa a los intercambios. Las tres capas de la membrana aparecen completamente constituidas en el cuarto mes.
Tímpano
La membrana timpánica o tímpano es una membrana elástica, semitransparente(color gris claro o blanco perla brillante) y de forma cónica que comunica el canal auditivo externo con el oído medio, aunque esta sella la cavidad del oído medio.
Historia de la teoría de la membrana celular
Durante las décadas siguientes del siglo XX, nuevos experimentos descubrieron la presencia de proteínas asociadas a la membrana celular, aunque hubo desacuerdos acerca de su función. En la década de los 70 apareció el modelo de mosaico fluido, según el cual las proteínas «flotan» libremente en la bicapa lipídica, abarcando la mitad o el espesor entero de la membrana. Este modelo, aun siendo simplista e incompleto, se usa ampliamente desde entonces.  Desde la invención del microscopio en el siglo XVII se sabe que los tejidos de las plantas y animales están compuestos de células, término acuñado por Robert Hooke. La pared celular de las plantas era visible con gran claridad incluso con los primeros microscopios; por el contrario, en las células animales no se podía distinguir una estructura similar, aunque se pensaba que debía de existir. A mediados del siglo XIX, esta cuestión era un sujeto de investigación constante y Moritz Traube conjeturó que la capa externa de las células animales debía ser semipermeable para permitir el transporte de iones. Traube no tenía pruebas directas de la composición de esta capa, y concluyó erróneamente que estaba formada por una reacción interfacial del protoplasma celular con el fluido extracelular.
Membrana semipermeable
Un ejemplo de una membrana semipermeable es una bicapa lipídica, en la cual se basa la membrana plasmática que rodea todas las células.
Teoría cable
Si "i" es el flujo que se escapa a través de la membrana por unidad de longitud (cm), entonces el flujo total que se escapa a lo largo de "y" unidades debe ser "yi". Así, el incremento de flujo en el citoplasma ?"i" a una distancia ?"x" desde la posición "x"=0 puede escribirse como: formula_10 (7) o usando incrementos continuos infinitesimales: formula_11 (8) formula_12 puede expresarse con otra fórmula, mediante la inclusión de la capacitancia, esta provocará un flujo de cargas (corriente) hacia el lado del citoplasma de la membrana. Esta corriente es normalmente conocida como corriente de desplazamiento (en este caso se denota formula_13.) El flujo sólo tendrá lugar siempre y cuando la capacidad de almacenamiento de la membrana no se alcance. formula_13 puede expresarse como: formula_15 (9) donde formula_1 es la capacitancia de la membrana y formula_17 es el cambio de la tensión en el tiempo. La corriente que pasa por la membrana (formula_18) puede ser expresada como:
Membrana plasmática eucariota
La permeabilidad de las membranas es la facilidad de las moléculas para atravesarla. Esto depende principalmente de la carga eléctrica y, en menor medida, de la masa molar de la molécula. Moléculas pequeñas o con carga eléctrica neutra pasan la membrana más fácilmente que elementos cargados eléctricamente y moléculas grandes. Además, la membrana es selectiva, lo que significa que permite la entrada de unas moléculas y restringe la de otras.
Membrana plasmática eucariota
La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula. De esta forma se mantiene estable el medio intracelular, regulando el paso de agua, iones y metabolitos, a la vez que mantiene el potencial electroquímico (haciendo que el medio interno esté cargado negativamente). La membrana plasmática es capaz de recibir señales que permiten el ingreso de partículas a su interior.
Membrana de Bruch
La membrana de Bruch está situada en interior del ojo, la capa más interna de la coroides. También se conoce como lámina vítrea por su apariencia transparente al microscopio óptico. Su grosor es de unos 2–4 μm.
Encapsulamiento celular
Un criterio fundamental que debe establecerse cuando se está desarrollando cualquier dispositivo con un membrana semipermeables, es el de ajustar la permeabilidad en los parámetros de entrada y salida de moléculas. Es indispensable que la microcápsula celular sea diseñada con un grosor uniforme y que se pueda tener control sobre la proporción en la que entra una molécula necesaria para la viabilidad celular y la proporción de los productos terapéuticos y deshechos que salen de la membrana. En mente hay que considerar también que la inmunoprotección de la célula cargadas es un factor clave cuando se está trabajando con la permeabilidad de la membrana de encapsulación, ya que no solo a las células del sistema inmune se les debe impedir la entrada a la microcápsula, sino también a anticuerpos y a citocinas, esto depende del tamaño del poro de la biomembrana. Se ha demostrado que como diferentes tipos de células tienen diferentes requerimientos metabólicos, la permeabilidad de la membrana debe de ser optimizada conforme al tipo de célula que se encuentra encapsulada. Muchos grupos se han dedicado al estudio de la permeabilidad de la membrana de la microcápsula celular, y aunque el rol de la permeabilidad de ciertos elementos esenciales como el oxígeno se ha demostrado, aún se tiene que establecer los requerimientos de cada tipo celular conforme a la permeabilidad.
Membrana plasmática eucariota
Tiene un grosor aproximado de 7,4 nm (74 Å) y no es visible al microscopio óptico pero sí al microscopio electrónico, donde se pueden observar dos capas oscuras bilaterales y una central más clara. En las células eucariotas osmótrofas como plantas y hongos, se sitúa bajo otra capa exterior, denominada pared celular.
Brana
Si las membranas son planas y paralelas, la gravedad quedaría encajonada entre ambas, fluctuando entre una y la otra, pero siempre manteniéndose constante. Por el contrario, si las membranas adoptaran la forma de silla de montar, irían perdiendo paulatinamente energía y, por tanto, materia, hasta desaparecer sumido en la difusión por las once dimensiones.
Axolema
Todas las células del organismo están delimitadas por una membrana celular. Las células principales del sistema nervioso se llaman neuronas y tienenen largas prolongaciones denominadas axones por los que se establece la conexión nerviosa con otras neuronas o células Madre. La parte de la membrana celular que rodea el axón recibe el nombre de axolema. El axolema, al igual que las restantes membranas del organismo, está formado por una capa doble de fosfolípidos ligada a diferentes proteínas, tiene la particularidad de contar con canales iónicos voltaje dependientes que son fundamentales para la transmisión del impulso nervioso. Se han identificado tres tipos de canales iónicos para el sodio, potasio y calcio. Los canales de potasio son los responsables de la repolarización en el potencial de acción.
Membrana plasmática
En 1925, dos científicos holandeses (E. Gorter y R. Grendel), estudiaron la membrana celular y escogieron a los glóbulos rojos debido a que estos no poseen ningún orgánulo membranoso que interfiera con el análisis, descubriendo que la membrana está compuesta por lípidos dispuestos en una capa doble (bicapa).
Biofísica de membranas
Los primeros trabajos que se hicieron para conocer las características de la membrana se remontan al año 1895 [Overton, 1895] por Ernest Overton. Éste observó que había una difusión de sustancias no polares a través de la membrana celular y por eso postularon que la célula estaba envuelta por una estructura lipídica. Ya en 1925, Gorter y Grendel [Gorter, 1925] observaron que el área ocupada en una superficie de agua por los lípidos extraídos de eritrocitos era el doble del área calculada para la superficie celular, por lo que dedujeron que la membrana está formada por una bicapa lipídica. Diez años más tarde James Danielli y Hugh Davson [Danielli y Davson, 1935] propusieron el modelo de “sándwich” donde describían a la membrana como una bicapa lipídica rodeada por sendas monocapas de proteínas globulares.
Microfiltración
Las membranas son láminas delgadas de material poroso que se puede utilizar para varias separaciones químicas. Las membranas pueden construir muchas películas de polímero, algunas de las membranas están hechas de cerámica, fibra de carbono, y sustratos porosos metálicos. Los poros pueden medirse en dimensiones atómicas (angstroms) hasta 0.01 micras.
Potencial de membrana
El potencial de membrana es la diferencia de potencial a ambos lados de una membrana que separa dos soluciones de diferente concentración de iones, como la membrana celular que separa el interior y el exterior de una célula. Cuando se habla de potenciales de membrana, se debería hablar del "potencial de difusión" o "potencial de unión líquida".
Membrana biológica
La bicapa lipídica consta de una capa externa y una interna. Los componentes de las bicapas se distribuyen de forma desigual entre las dos superficies para crear asimetría entre las superficies exterior e interior. Esta organización asimétrica es importante para funciones celulares como la señalización celular. La asimetría de la membrana biológica refleja las diferentes funciones de las dos valvas de la membrana. Como se ve en el modelo de membrana fluida de la bicapa de fosfolípidos, la valva externa y la valva interna de la membrana son asimétricas en su composición. Ciertas proteínas y lípidos descansan solo en una superficie de la membrana y no en la otra. En las células eucarióticas, los nuevos fosfolípidos son fabricados por enzimas unidas a la parte de la membrana del retículo endoplásmico que se enfrenta al citosol. Estas enzimas, que utilizan ácidos grasos libres como sustratos, depositan todos los fosfolípidos recién formados en la mitad citosólica de la bicapa. Para permitir que la membrana en su conjunto crezca uniformemente, la mitad de las nuevas moléculas de fosfolípidos deben transferirse a la monocapa opuesta. Esta transferencia es catalizada por enzimas llamadas flipasas. En la membrana plasmática, las flipasas transfieren fosfolípidos específicos de forma selectiva, de modo que los diferentes tipos se concentran en cada monocapa.
Líquido sinovial
La membrana sinovial es la cubierta interna de las diartrosis o articulaciones sinoviales. Contiene el líquido sinovial, el cual es segregado por la sinovia que rodea la cápsula articular por su superficie interior. Este líquido forma una fina capa sobre el cartílago articular de aproximadamente 50 μm, infiltrándose en él. De esta forma el cartílago articular puede considerarse como una reserva de líquido sinovial. Durante el movimiento, el líquido se extrae mecánicamente del cartílago para mantener una capa de líquido sobre la superficie del cartílago y disminuir la fricción entre las superficies articulares.
Lípido de membrana
La mayoría de las membranas están formadas por bicapas de un grosor de entre 6 y 10 nm. En una porción de una membrana animal de 1 μm x 1 μm se encuentran 5 millones de moléculas lipídicas, por lo que en una membrana animal de una célula pequeña se suelen encontrar mil millones de moléculas lipídicas.
Proteína de membrana
Aunque las proteínas de membrana desempeñan un papel importante en todos los organismos, su purificación ha sido históricamente, y sigue siendo, un gran desafío para los científicos de proteínas. En 2008, estaban disponibles 150 estructuras únicas de proteínas de membrana, y para 2019 solo se habían aclarado sus estructuras 50 proteínas de membrana humana. Por el contrario, aproximadamente el 25% de todas las proteínas son proteínas de membrana. Sus superficies hidrófobas dificultan la caracterización estructural y especialmente funcional. Se pueden usar detergentes para hacer que las proteínas de membrana sean solubles en agua, pero estos también pueden alterar la estructura y función de las proteínas También se puede lograr que las proteínas de membrana sean solubles en agua mediante la ingeniería de la secuencia de la proteína, reemplazando los aminoácidos hidrófobos seleccionados por otros hidrófilos, teniendo mucho cuidado de mantener la estructura secundaria mientras se revisa la carga general.