8.2.4. La permeabilidad a través de la membrana

El factor primordial que condiciona el comportamiento de la membrana lipídica como una buena barrera para las especies acuosas es el enorme gradiente dieléctrico que presenta transversalmente. La constante dieléctrica del medio exterimenta un brusco descenso desde unos 80 (S.I.) en el medio acuoso a unos 2 (S.I.) en el medio hidrófobo; además este descenso, como puede aprecierse en la siguiente figura, ocurre en una distancia extremadamente pequeña (2-3 nm).

Gradiente de polaridad (tonos de azul) y perfil de polaridad (línea contínua) en una membrada de dioleoilfosfatidilcolina obtenida a partir de los datos cristalográficos y de la densidad de carga promedio en los grupos lipídicos. Datos de Wimley and White Biochim. Biophys. Acta 1376: 339-352. (1998)

El medio, por tanto, es poco favorable a la inserción una carga (80 kJ/mol) o a dejar un enlace de hidrógeno sin formar (20 kJ/mol). Los estudios de permeabilidad de los liposomas y las medidas de conductividad en bicapas planas indican claramente que las bicapas lipídicas son prácticamente impermeables a los iones.

Permeabililidad de cationes, aniones y pequeñas moléculas en una bicapa lipídica.(Dibujo tomado del libro de L.Stryer, Biochímica. Ed. Reverté)

La figura anterior sitúa, a escala, la permeabilidad en estas bicapas de algunos iones, algunas moléculas pequeñas y el agua. Claramente los coeficientes de permeabilidad de las moléculas pequeñas dependen de su hidrofobicidad. Los iones tienen muy poca permeabilidad porque desprenderse de su esfera de solvatación acuosa para entrara en el medio hidrófobo de la bicapa es un proceso desfavorable energéticamente.

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