Tengo problemas para comprender por qué las moléculas polares pequeñas pueden cruzar la región hidrofóbica de la membrana y no los iones. ¿No serán atraídas las moléculas polares por el medio extracelular acuoso y no estarán inclinadas a moverse a través de la región hidrófoba? (Este es mi razonamiento de por qué los iones no pasan).
Además, ¿por qué las partículas liposolubles atraviesan la membrana? Entiendo que tienen afinidad por la región hidrofóbica, pero ¿no querrán quedarse allí, intercalados entre las dos capas acuosas? ¿No es ese el punto de la orientación de la bicapa? ¿Por qué las partículas solubles en lípidos se moverían desde la región hidrofóbica hacia el interior acuoso de la célula? Además, ¿por qué las moléculas de lípidos no son repelidas por las cabezas hidrofílicas en el exterior de la membrana?
Esta pregunta se refiere específicamente a la difusión pasiva.
Reiteraré y aclararé lo que se mencionó en la pregunta.
La difusión pasiva implica que una molécula se disuelva en la membrana, se difunda a través de ella y luego se disuelva en la solución acuosa del otro lado.
La segunda parte de su pregunta puede responderse brevemente: este evento de difusión ocurre de vez en cuando y, a menudo, a un ritmo elevado.
Es importante destacar que solo las moléculas pequeñas y relativamente hidrofóbicas pueden difundirse a través de una bicapa de fosfolípidos a velocidades significativas. Así, los gases (como el O2 y el CO2), las moléculas hidrofóbicas (como el benceno) y las moléculas polares pequeñas pero sin carga (como el H2O y el etanol) pueden difundirse a través de la membrana plasmática. Sin embargo, otras moléculas biológicas no pueden disolverse en el interior hidrofóbico de la bicapa de fosfolípidos. En consecuencia, las moléculas polares sin carga más grandes, como la glucosa, no pueden cruzar la membrana plasmática por difusión pasiva, al igual que las moléculas cargadas de cualquier tamaño (incluidos los iones pequeños como H+, Na+, K+ y Cl-).
El electrón adicional o faltante le da al ion su carga. Los grupos hidrofílicos de la cabeza de la bicapa están cargados, pero las cadenas de ácidos grasos no, y éstas repelen la carga.
También hay fuerzas repulsivas entre los residuos hidrofóbicos y polares ( por lo tanto, la bicapa existe en el agua ) , sin embargo, la polaridad es esencialmente un espectro. Una pequeña molécula polar relativamente no polar no experimentará suficiente repulsión para detener la difusión, pero una molécula más grande o más polar podría hacerlo.
Aunque no se menciona en la pregunta, estos iones y otras moléculas pueden atravesar la membrana a través de canales de proteínas que permiten, a menudo con gran especificidad, que los iones y las moléculas grandes atraviesen la membrana.
En la estructura de la bicapa, hay proteínas que sobresalen a través de la membrana como proteínas transmembrana (a través de toda la membrana), extrínsecas (en el exterior) o intrínsecas (en el interior). Estos actúan como puertas o canales para permitir el paso de sustancias polares solubles en agua. Este proceso se conoce como difusión facilitada. Consulte la página 11 de este artículo.
Se permite la entrada de algunos iones, pero este es un proceso mediado de transporte activo, donde los canales o puertas de iones lo regulan. Esto se ve en las neuronas durante el movimiento de la señal electroquímica a lo largo del axón, sin embargo, esto no sucede automáticamente, a diferencia de la difusión facilitada.
En cuanto a la segunda parte de su pregunta, creo que puede consultar esta pregunta aquí .
RAM