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La difusión es el movimiento de partículas desde una concentración alta a una baja en una sustancia. Este proceso es esencial para la vida en la Tierra, ya que permite el movimiento de compuestos moleculares dentro y fuera de la célula. Toda la materia del universo está en movimiento, porque todas las moléculas están vibrando. Esta vibración constante se conoce como movimiento browniano, que puede verse como un movimiento aleatorio en zig-zag de las partículas.
Difusión simpleLa difusión es uno de los varios fenómenos de transporte que ocurren en la naturaleza. Una característica distintiva de la difusión es que da lugar a la mezcla. La difusión es el movimiento de una sustancia desde una región de alta concentración a una región de baja concentración. El flujo de difusión es proporcional al gradiente negativo de las concentraciones. En otras palabras, las partículas se mueven desde una concentración más alta a regiones de menor concentración.
La membrana celularLa “membrana celular” (también conocida como membrana plasmática o membrana citoplasmática) es una membrana biológica que separa el interior de todas las células del entorno exterior. La membrana celular es selectivamente permeable a los iones y a las moléculas orgánicas y controla el movimiento de las sustancias dentro y fuera de las células. La función básica de la membrana celular es proteger a la célula de su entorno. Está formada por la bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas.
Tipos de transporte a través de la membrana celular
Figura 22.2. Las células situadas en un entorno hipertónico tienden a encogerse debido a la pérdida de agua. En un medio hipotónico, las células tienden a hincharse debido a la ingesta de agua. La sangre mantiene un entorno isotónico para que las células no se encojan ni se hinchen. (Crédito: Mariana Ruiz Villareal)
El cuerpo no existe de forma aislada. Hay una entrada constante de agua y electrolitos en el sistema. Mientras que la osmorregulación se realiza a través de las membranas dentro del cuerpo, el exceso de electrolitos y desechos se transporta a los riñones y se excreta, ayudando a mantener el equilibrio osmótico.
Los sistemas biológicos interactúan constantemente e intercambian agua y nutrientes con el entorno mediante el consumo de alimentos y agua y a través de la excreción en forma de sudor, orina y heces. Sin un mecanismo que regule la presión osmótica, o cuando una enfermedad daña este mecanismo, se tiende a acumular residuos tóxicos y agua, lo que puede tener consecuencias nefastas.
Los sistemas de los mamíferos han evolucionado para regular no sólo la presión osmótica global a través de las membranas, sino también las concentraciones específicas de electrolitos importantes en los tres principales compartimentos de fluidos: plasma sanguíneo, fluido extracelular y fluido intracelular. Dado que la presión osmótica está regulada por el movimiento del agua a través de las membranas, el volumen de los compartimentos de fluidos también puede cambiar temporalmente. Dado que el plasma sanguíneo es uno de los componentes de los fluidos, las presiones osmóticas tienen una relación directa con la presión sanguínea.
Ejemplos de transporte activo
Mira las grandes ventanas y puertas de cristal de esta casa. Imagina toda la luz que deben dejar entrar en un día soleado. Ahora imagina que vives en una casa con paredes sin ventanas ni puertas. Nada podría entrar ni salir. O imagina que vives en una casa con agujeros en las paredes en lugar de ventanas y puertas. Las cosas podrían entrar o salir, pero no podrías controlar lo que entra o sale. Sólo si una casa tiene paredes con ventanas y puertas que pueden abrirse o cerrarse puedes controlar lo que entra o sale. Por ejemplo, las ventanas y las puertas permiten que entren la luz y el perro de la familia y que no entren la lluvia ni los bichos.
Si una célula fuera una casa, la membrana plasmática sería paredes con ventanas y puertas. Una de las funciones importantes de la membrana plasmática es la de hacer entrar y salir cosas de la célula. Controla todo lo que entra y sale de la célula. Hay dos formas básicas en que las sustancias pueden cruzar la membrana plasmática: el transporte pasivo, que no requiere energía, y el transporte activo, que requiere energía. El transporte pasivo se explica en esta sección y el transporte activo se explica en la siguiente sección, Transporte activo y homeostasis. Los distintos tipos de transporte celular se resumen en el mapa conceptual de la Figura \(\PageIndex{2}\N).
¿Cuál es la diferencia entre el transporte activo y el pasivo a través de la membrana plasmática?
El papel del hipotálamo en la regulación de la homeostasis es esencial para la supervivencia y la reproducción de la especie. La importancia de esta función se ve subrayada por la organización estructural y la conectividad del hipotálamo, ya que casi todas las subdivisiones principales del neuraxis se comunican con el hipotálamo y están sujetas a su influencia.
Los puntos de referencia visibles en las superficies ventral y medial (ventricular) del cerebro definen los límites del hipotálamo. El límite rostral visible en la superficie ventral del cerebro está formado por el quiasma óptico, mientras que los cuerpos mamilares definen el límite posterior. Entre estas estructuras, la prominencia ovalada del suelo del tercer ventrículo es el tubérculo cinéreo y, a partir de él, la eminencia media, que se estrecha en el tallo infundibular, que juntos forman el límite inferior del hipotálamo. En la superficie medial (ventricular) del cerebro son visibles otras estructuras que contribuyen al límite rostral, como la lámina terminal y la comisura anterior. También es visible en la superficie medial del cerebro el surco hipotalámico, que es la continuación rostral del sulcus limitans que define el límite superior del hipotálamo. Por último, la cápsula interna, que sólo es visible en las secciones coronales u horizontales del cerebro, forma el límite lateral.