¿Qué es la conductividad de membrana?

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the egg image by Ricardo Verde Costa from Fotolia.com

La conductividad de membrana se refiere a la capacidad de una célula de permitir que los iones atraviesen su pared. Conductividad es un término referido a la electricidad que indica la reciprocidad de una resistencia. La conductividad de membrana es la medición del potencial de membrana de una célula tanto para la permeabilidad como para la resistencia a ser atravesada. El término se usa con mayor frecuencia en referencia al gen patogénico CFTR, o regulador de trans-membrana de la fibrosis quística. También se hace referencia a la conductividad de membrana en otras actividades como la eléctrica y la industrial, pero aún dentro de estas actividades el significado de este tipo de conductividad proviene de la investigación del CFTR. La conductividad de membrana es un concepto importante a entender en lo que respecta al trabajo con células combustible ya que estas se fabrican en base al comportamiento de las células biológicas.

Tipos

Hay tres tipos de conductividad de membrana que se pueden medir, el primero indica la habilidad de cualquier soluto como el agua o la solución salina de penetrar una pared celular sin resistencia. El segundo tipo es el semi-permeable, en el cual la membrana es impermeable a solutos como la solución salina pero permite el paso de moléculas biológicas como el agua. La última clase de conductividad es la impermeable, en la cual ningún soluto puede atravesar la pared celular.

Función

La conductividad de la pared celular permite a la célula eliminar deshechos y tomar moléculas necesarias para su supervivencia. Ni las células permeables ni las células impermeables pueden ser consideradas saludables, ya que la célula es incapaz de mantener su equilibrio. En el trabajo con el CFTR, los científicos usan medidas de conductividad de membrana para identificar las células en las que pueden introducir GABA (un neurotransmisor inhibitorio) para inhibir la actividad neuronal. La introducción de GABA puede cambiar el valor de la conductividad de membrana y dejar de permitir el pasaje de moléculas entre células que afectan al CFTR.

En aplicaciones tales como la fabricación de células combustible se aplican los mismos objetivos. Los investigadores buscan encontrar formas de introducir solutos en la célula que puedan controlar la permeabilidad de la membrana. Al hacer esto, la interacción de la célula con el entorno que la rodea es controlado para producir y manipular el combustible que existe en el ambiente externo para lograr mayor eficiencia en la célula combustible.

Identificación

La conductividad de membrana en las células se mide eléctricamente. Las células producen menos de un décimo de voltio de electricidad cuantificable, sin embargo, esto es suficiente para ser medido por los científicos. Un cambio en el voltaje indica un cambio en la conductividad celular. Un investigador que intenta cambiar las proteínas integrantes de una membrana para afectar su conductividad e influir en su comportamiento en un entorno "enfermo" tiene una medida muy real y precisa de los esfuerzos de estas proteínas. En el caso de una célula combustible, producir cambios en el impulso eléctrico de una membrana celular es mucho más fácil ya que la célula fabricada existe en un ambiente eléctrico amplificado.

Características

La medida básica para la conductividad de membrana se basa en el entorno externo de la célula. Todas las células comparten el mismo ambiente y esto da una medida de base a partir de la cual toda la conductividad de membrana puede ser cuantificada adecuadamente. Cualquier cambio en la conductividad de membrana de una célula afecta su relación con el ambiente compartido por todas las células presentes. Centrándose en la conductividad individual de una célula, los investigadores son capaces de empezar a cambiar ese entorno desde el interior de la célula hacia el exterior. En el caso del CFTR, el objetivo es cesar el pasaje de actividad neuronal desde el interior hacia el exterior de la célula a través de la introducción de GABA. Con las células combustible, la función del interior celular permite la modificación del exterior para lograr mayor eficiencia.

Efectos

En el trabajo con CFTR, los científicos usan medidas de conductividad de membrana para identificar las células en las cuales pueden introducir GABA e inhibir la actividad neuronal. La introducción de este neurotransmisor puede cambiar la medida de la conductividad de membrana y cesar la permeabilidad de moléculas entre células que afectan al CFTR.

En las células combustible, la correcta manipulación del potencial de conductividad de una membrana producirá una carga eléctrica más eficiente con menos combustible.

Consideraciones

Una de las dificultades en el trabajo con la conductividad de membrana de las células consiste en que la introducción de un recurso artificial o experimental para cambiar el potencial de una membrana puede resultar en un cambio natural en la conductividad de las células adyacentes. El cambio en la carga eléctrica dado por una membrana puede incrementar o disminuir las cargas de las células circundantes. Esta reacción en cadena no es fácilmente controlable o comprensible con la repetición del experimento para establecer una nueva línea de base para el entorno externo con cada cambio introducido. Esto se aplica tanto a la manipulación de células biológicas como de células fabricadas.