La necesaria comunicación entre los orgánulos está mediada por vesículas, las cuales transportan las

moléculas en su interior o incluidas en sus membranas. A estas comunicaciones es a las que se denominan

en conjunto tráfico vesicular. Hay dos grandes rutas de comunicación entre los orgánulos. La primera se

inicia en el retículo endoplasmático y envía vesículas al aparato de Golgi, el cual envía también vesículas a la

membrana plasmática en un proceso denominado exocitosis. Ésta es la ruta exportadora, es decir, la que

liberará moléculas producidas por la célula al exterior, aunque tiene también otras misiones. La otra

gran ruta es la importadora y comienza en la membrana plasmática donde se forman vesículas por un proceso

denominado endocitosis. Estas vesículas se fusionan con los endosomas, los cuales terminan convirtiéndose

en lisosomas donde se degradan las moléculas incorporadas del medio extracelular. Existen otras muchas

comunicaciones entre orgánulos mediadas por vesículas, dando la impresión de que todos los orgánulos

están comunicados entre sí. Esto no se ha demostrado pero sí parece existir la regla de que la comunicación

entre dos orgánulos es bidireccional, es decir, un orgánulo que envía vesículas a otro, también suele recibirlas

de él. Por ejemplo, el retículo endoplasmático envía vesículas al aparato de Golgi, el cual a su vez crea

vesículas destinadas al retículo endoplasmático; la membrana plasmática forma vesículas que se fusionan

con los endosomas, pero éstos a su vez envían vesículas con destino a la membrana plasmática en una ruta

de reciclaje.

Existen orgánulos como las mitocondrias, los cloroplastos y los peroxisomas que ni reciben ni forman

vesículas para comunicarse con otros orgánulos. Están fuera de la ruta vesicular, pero se comunican con los

otros orgánulos mediante otros mecanismos.

Potencial de membranaEs la diferencia de voltaje eléctrico a ambos lados de la membrana, producto de la distribución asimétrica de ionesIntroducción[editar]Como resultado de la permeabilidad selectiva de la membrana plasmática, la presencia de moléculas con carga negativa que no se difunden dentro de la célula y la acción de varias unidades de bomba sodio-potasio; hay una distribución desigual de cargas a través de la membrana. Como consecuencia, el interior de la célula tiene mayor cantidad de cargas negativas en comparación con el exterior. Esta diferencia de carga, o diferencia de potencial, se conoce como el potencial de membrana.Fundamento[editar]Al estudiar los potenciales de membrana desde un punto de vista teórico, debemos conocer:Potencial de Nernst[editar]El potencial de reposo de una célula es producido por diferencias en la concentración de iones dentro y fuera de la célula y por diferencias en la permeabilidad de la membrana celular a los diferentes iones. El potencial de equilibrio de Nernst, relaciona la diferencia de potencial a ambos lados de una membrana biológica en el equilibrio con las características relacionadas con los iones del medio externo e interno y de la propia membrana.

Generación de un potencial de membrana. Para una explicación detallada, véase el texto.El potencial de Nernst se establece entre disoluciones separadas por una membrana semipermeable. Por ejemplo, KCl (cloruro de potasio), una sal, en medio acuoso se disocia en K+y Cl- en relación 1:1, compensando las cargas positivas de los cationes potasio con las negativas de los aniones cloruro, por lo que la disolución será eléctricamente neutra. De existir una membrana biológica selectivamente permeable al K+ en el interior de la solución, los K+ difundirán libremente a un lado y a otro de la membrana. Sin embargo, como hay más iones en el compartimento 1, inicialmente fluirán más iones K+ del 1 al 2 que del 2 al 1. Como el Cl- no puede difundir a través de la membrana, pronto hay un exceso de carga positiva en el compartimento 2 y un exceso de carga negativa en el 1. El fluido en cada compartimento permanece con una carga neutra, si bien las cargas en exceso se concentran a lo largo de la membrana. Las capas de carga positiva y negativa a cada lado de la membrana producen una diferencia de potencial V = V_1 - V_2 a través de la membrana y un campo eléctrico E, que retarda el flujo de iones positivos del compartimento 1 al 2 y que acelera su flujo del compartimento 2 al 1.En este sistema, tras un tiempo se alcanzará el equilibrio dinámico en el que exista un flujo de K+ idéntico del 2 al 1 como del 1 al 2. Este equilibrio depende de la diferencia de concentración que favorece el movimiento del 1 al 2 y de la diferencia de potencial que favorece la difusión del 2 al 1. La diferencia de potencial V en el equilibrio viene dada, en función de las concentraciones c_1 y c_2 de los iones de K+ en los dos compartimentos, mediante:V = V_1 -V_2 = \pm2,3\frac{kT}{e}\log\frac{c_1}{c_2}Éste es el potencial de equilibrio de Nernst. Posee un valor negativo cuando la membrana es permeable a los iones positivos, y positivo cuando lo es a los aniones. Aquí k es la constante de Boltzmann y la T la temperatura absoluta. La magnitud kT es proporcional a la energía cinética media de los iones en solución y \frac{kT}{e}\log\frac{c_1}{c_2} es proporcional al flujo neto de iones debido a la diferencia de concentración. La magnitud eV es proporcional al flujo neto de iones debido a la diferencia de potencial. Así, la ecuación antes citada es la condición para que estos dos flujos sean iguales y opuestos.Potencial de la membrana plasmática[editar]

La membrana plasmática de una célula nerviosa separa un citoplasma con una concentración de iones K^+ de 0,141 mol/L de un fluido extracelular de únicamente 0,005 mol/L del mismo ion. Considerando que ambas concentraciones estén en equilibrio, y aplicando la fórmula anterior podemos deducir el potencial de membrana en reposo:V = V_1- V_2 = \pm ( 61,4\ mV)\log\frac{0,141\ \frac{mol}{L}}{0,005\ \frac{mol}{L}} = -89,2\ mVdonde este -89,2 mV teórico coincide aproximadamente con las mediciones en reposo efectuadas por técnicas de medición por microelectrodos en células vivas, de lo cual se deduce que las concentraciones de K^+ están casi en equilibrio. Sin embargo, para el mantenimiento de estas características se requiere una bomba iónica que propulse de forma dependiente de energía los cationes K^+ al interior celular.Transmisión del impulso nervioso[editar]Artículo principal: Potencial de acción

Variación del potencial de membrana de una célula excitable mediante la recepción de tres estímulos eléctricos (flechas).Además, los procesos de despolarización e hiperpolarización de la membrana durante, por ejemplo, la transmisión del impulso nervioso por parte de los potenciales de acción o la contracción muscular implican a un gran número de proteínas de membrana que intervienen en el flujo iónico bidireccional. De ahí que varíe tanto el potencial de membrana en estos casos: por ejemplo, una neurona pude despolarizarse hasta 30 mV, incrementando el potencial en más de 120 mV.Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz (aplicable a membranas permeables a múltiples iones)[editar]Tal como se vio anteriormente, la ecuación de Nerst solo calcula el potencial de difusión para un ion en particular, es decir, se asume que en el medio externo sólo existe un tipo de iones (por ejemplo: Na+).Se sabe que tanto en los medios intra y extra celular existen múltiples iones tales como: Na+, K+, Cl-, Mg2+, entre otros, por lo tanto es necesario disponer de una fórmula que calcule dicho potencial para todos los iones presentes en el líquido extracelular.Se sabe que la membrana celular es permeable a múltiples iones diferentes, por lo tanto al momento en que dichos iones difunden se genera un potencial de membrana que depende de tres factores:La polaridad de la carga de cada uno de los iones a difundir.La permeabilidad de la membrana a cada uno de los iones.Las concentraciones de los mismos tanto en el exterior como en el interior de la membrana.La Ecuación de Goldman (también llamada de Goldman - Hodgkin - Katz) calcula el Potencial de la membrana en el interior de la célula cuando participan dos iones positivos univalentes (K+ y Na+) y un ion negativo también univalente (Cl-).Aclaraciones:Los iones sodio, potasio y cloruro son los iones más importantes que participan en la generación del potencial de membrana en las fibras nerviosas y musculares. El gradiente de concentración de cada uno de los iones a través de la membrana ayuda a determinar el voltaje del potencial de membrana.La permeabilidad de la membrana a cada uno de los iones determina el grado de importancia de cada uno de ellos, es decir, si la membrana por algún motivo solo es permeable por ejemplo al sodio el potencial de membrana será igual al Potencial de Nerst para el sodio.Un gradiente de concentración positivo en el interior de la membrana causa electronegatividad en el interior de la misma; esto explica que si hay por ejemplo una mayor concentración de iones potasio en el interior de la

membrana, habrá por lo tanto mayor difusión del mismo, desde el interior hasta el exterior de la membrana, generando un déficit de cargas positivas en el interior de la membrana, lo cual dotará a dicho medio, de carga negativa.Los cambios rápidos de concentración de los iones sodio y potasio son los principales responsables de la transmisión nerviosa.El potencial de membrana no es el mismo en todas las células, dependiendo del origen de las mismas. Existen células que tienen -50 mV y otras, como por ejemplo las musculares, que oscilan entre -50 y 60 mV.En el organismo existen dos espacios: el extracelular y el intracelular. En el extracelular o líquido intersticial, el anión más abundante es el ion cloruro. En el medio intracelular o citoplasma, los aniones más abundantes son las proteínas, que en las condiciones del pH celular interno, están ionizadas negativamente por liberación de iones hidrógeno, H+. El catión más abundante en el líquido intersticial es el ion sodio, y en el citoplasma es el ion potasio.El desequilibrio iónico que produce la polarización de la membrana es debido a la distinta permeabilidad que presenta frente a cada uno de estos iones. El ion de potasio atraviesa la membrana libremente; la permeabilidad para el sodio es menor, y además es expulsado por medio de un transporte activo llamado bomba de sodio-potasio. Las proteínas, debido a su tamaño, no pueden atravesar libremente la membrana. Toda esta dinámica establece una diferencia de potencial en condiciones de reposo, de unos -90 mV.

Osmosis y filtración La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable. Tal comportamiento supone una difusión simple a través de la membrana, sin gasto de energía. La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos.Mecanismo[editar]Se denomina membrana semipermeable a la que contiene poros o agujeros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes, normalmente del tamaño de micrómetros. Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua, que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes.Si una membrana como la descrita separa un líquido en dos particiones, una de agua pura y otra de agua con azúcar, suceden varias cosas, explicadas a fines del siglo XIX por Van 't Hoff y Gibbs empleando conceptos de potencial electroquímico y difusión simple, entendiendo que este último fenómeno implica no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas y esto ocurre cuando las partículas que vienen se equiparan con las que aleatoriamente van, sino el equilibrio de los potenciales químicos de ambas particiones. Los potenciales químicos de los componentes de una solución son menores que la suma del potencial de dichos componentes cuando no están ligados en la solución. Este desequilibrio, que está en relación directa con la osmolaridad de la solución, genera un flujo de partículas solventes hacia la zona de menor potencial que se expresa como presión osmótica mensurable en términos de presión atmosférica, por ejemplo: "existe una presión osmótica de 50 atmósferas entre agua desalinizada y agua de mar". El solvente fluirá hacia el soluto hasta equilibrar dicho potencial o hasta que la presión hidrostática equilibre la presión osmótica.1 2El resultado final es que, aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta.

Dicho de otro modo: dado suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua con azúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración.Las moléculas de agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración, disolución hipotónica, a la de mayor concentración, disolución hipertónica. Cuando el trasvase de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas.En los seres vivos, este movimiento del agua a través de la membrana celular puede producir que algunas células se arruguen por una pérdida excesiva de agua, o bien que se hinchen, posiblemente hasta reventar, por un aumento también excesivo en el contenido celular de agua. Para evitar estas dos situaciones, de consecuencias desastrosas para las células, estas poseen mecanismos para expulsar el agua o los iones mediante un transporte que requiere gasto de energía.

Filtración

Para otros usos de este término, véase Filtración (desambiguación).

Se denomina filtración al proceso unitario de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.1

Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en muchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las técnicas químicas.

La filtración se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte práctico, recibiendo una mayor atención teórica desde el siglo xx. La clasificación de los procesos de filtración y los equipos es diverso y en general, las categorías de clasificación no se excluyen unas de otras.

La variedad de dispositivos de filtración o filtros es tan extensa como las variedades de materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares de cada aplicación: desde sencillos dispositivos, como los filtros domésticos de café o los embudos de filtración para separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de elevada automatización como los empleados en las industrias petroquímicas y de refino para la recuperación de catalizadores de alto valor, o los sistemas de tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano.