¿Por qué no se disuelven las bicapas de fosfolípidos?

Acabo de empezar a aprender sobre la estructura y composición de la membrana celular y hay algo que no logro entender.

La membrana está compuesta por una bicapa de fosfolípidos. El fosfolípido tiene una cabeza hidrofílica polar y una cola hidrofóbica no polar. Mi pregunta: ¿Por qué la cabeza hidrofílica no se disuelve en el líquido extracelular fuera de la célula? Supongo que el líquido extracelular es acuoso, entonces, ¿cómo es que la cabeza amante del agua no interactúa con el agua del líquido extracelular?

Interactúa con el agua, pero está unido covalentemente a la cola hidrofóbica que lo ancla en la membrana.

Respuestas (3)

Primero debemos entender qué sucede cuando una sustancia se disuelve. Durante la disolución, el agua interactúa con la molécula de soluto; si la fuerza de interacción entre la molécula y el agua es mayor que la fuerza de interacción entre las moléculas del soluto, entonces el soluto se disuelve.
(También echa un vistazo a este post).

El fosfolípido es una molécula anfipática: tiene partes hidrofóbicas e hidrofílicas (esto lo entiendes muy bien). La parte hidrófoba es una cadena larga de hidrocarburo (de ahí la cola), mientras que la parte hidrófila es una región pequeña pero muy polar (de ahí la cabeza). Debe tener en cuenta que estas partes no están separadas sino que están unidas covalentemente.

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Aunque la parte hidrofílica interactúa con el agua (lo que ayuda a la célula a sobrevivir en un ambiente acuoso), la fuerza del enlace covalente (entre las regiones hidrofílica e hidrofóbica) es muy fuerte y no puede romperse mediante la interacción física con el agua. La bicapa lipídica (incluso una monocapa) permanece unida porque el agua no puede interactuar con las partes hidrofóbicas, pero interactúan entre sí a través de una pseudo-interacción llamada interacción hidrofóbica .

Lo llamo una pseudo-interacción (no un uso estándar) porque no hay una interacción molecular real que estabilice el sistema. La interacción hidrofóbica ocurre a través del aumento de la entropía del sistema. Lea la página de wikipedia para más detalles.

¿Por qué dices que la interacción hidrofóbica es una pseudo fuerza? La pseudo fuerza tiene un significado muy diferente en la física.
@biogirl es similar a la pseudofuerza en física. No tenía una palabra mejor para eso, así que lo llamé pseudo fuerza. Pero como la pseudo-fuerza en la física, la interacción hidrofóbica no es realmente una interacción y surge debido a la no interacción de las partes hidrofóbicas con el agua. La interacción hidrofóbica básicamente permite un aumento en la entropía que finalmente reduce la energía libre del sistema.
@TomD Por 'pseudo-fuerza', quise decir que no hay una interacción real entre el soluto y el solvente o entre las moléculas del soluto. No existe una interacción molecular que provoque una reducción de la entalpía. La "interacción" se debe al aumento de la entropía (no a la pérdida de entropía).
@TomD Eso es lo que le sucede al solvente y eso es lo que dije. El agua forma una jaula estructurada alrededor de la molécula lipídica (baja entropía; no hay reducción entálpica porque el lípido y el agua no interactúan). Cuando hay otra molécula de lípido, ambas se unen y aumentan la entropía neta del sistema (menos jaula de agua en comparación con la jaula por molécula, piense en ello como área de superficie).
@TomD Estamos diciendo lo mismo. Dije que el aumento de entropía estabiliza el sistema y tú estás diciendo que la pérdida de entropía desestabiliza el sistema.

La respuesta a su pregunta es básicamente: es una capa bi . Hay dos capas de fosfolípidos, lo que oculta los extremos hidrofílicos de forma segura lejos de cualquier líquido extracelular e intracelular. Toda la superficie de la bicapa es hidrófila.

bicapa de fosfolípidos

(Imagen de aquí .)

La región hidrofílica de los fosfolípidos en realidad interactúa con el agua u otras moléculas hidrofílicas. Al mismo tiempo, la región hidrofóbica de los fosfolípidos sería repelida por el agua porque el agua está formando redes de enlaces de hidrógeno, que es un estado más estable. Podrías imaginar que las moléculas hidrofóbicas en el agua perturbarían la red. Como resultado, las partes hidrofóbicas de los fosfolípidos se agregan y los fosfolípidos no saldrían al agua para no exponer las partes hidrofóbicas.

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