Absorcion De Iones

TEMA 22 ABSORCIÓN DE IONES POR LA PLANTA

Elementos minerales en el suelo: complejo de cambio. Absorción de iones por transporte pasivo: espacio libre aparente. Transporte activo: características. Concepto de transportador. Bombas electrogénicas. Movimiento de iones a través de la planta.

OBSERVACIONES:

Los conceptos de transporte activo y pasivo asi como muchos de los mecanismos que los llevan a cabo ya ha sido explicados en Citología vegetal de 1º y en Bioquímica de 2º.

LOS ELEMENTOS MINERALES EN EL SUELO

A excepción del carbono y el oxígeno, el resto de los elementos esenciales son captados por la planta del suelo a través del sistema radicular.

La absorción raramente se realiza en forma de sal, sino en forma iones. La simple presencia de un elemento en el suelo no es indicativo de la disponibilidad para la planta. Solamente se hallan disponibles aquellos elementos que se encuentran en forma soluble.

El intercambio iónico con las micelas (espacios aéreos) del suelo es preferentemente catiónico, dado el predominio de cargas negativas del suelo.

Para que un ión sea absorbido por la raíz de una planta hay que tener en cuenta:

- La concentración del ión y su disponibilidad.

- La capacidad de movilidad.

- La naturaleza del suelo.

Factores que intervienen en la absorción:

1. El estado del vegetal: cantidad de pelos absorbentes, el estado radicular,..

2. Las micorrizas: asociación simbiótica entre hongos y raíces. Incrementan y facilitan la absorción de nutrientes del suelo, especialmente de fosfatos. Pueden ser externas (ectomicorrizas) o internas (endomicorrizas). (Área de investigación→ estudio de micorrizas para que plantas de propagación se adapten a terrenos deteriorados –ej. cuencas mineras-).

3. Exudados solubles: la raíz sintetiza sustancias en determinadas condiciones como por ejemplo quelatos (sales complejas) que pueden disolverse a medida que la concentración de sales disminuye y son necesitados por la planta.

Cinética de Absorción:

En las curvas de cinética de absorción se pueden distinguir dos fases:

A. Fase de rápida absorción, donde los iones absorbidos no presentan carácter acumulativo y su difusión es reversible.(fig 1)

B. Fase de lenta absorción, de carácter lineal y más compleja. Actúa normalmente contra gradiente y es irreversible.(fig 1)

Las curvas de absorción se obtienen fácilmente con el empleo de soluciones de un ión marcado radiactivamente.

La planta va a absorber en un primer momento los elementos del suelo de forma pasiva y luego mediante un mecanismo de transporte activo.

Figura 1: Representa la absorción de potasio. Hasta aprox 40mM corresponderia a la fase A y a partir de ahí a la B.

Epstein y Hagen (1952) comprobaron que cuando se analizan rangos estrechos de concentraciones frente a velocidad se obtienen gráficas de absorción iónica que corresponden con la ecuación de Michaelis-Menten. (fig 2). Esta hipótesis se basa en el hecho de que cinéticamente el proceso de catálisis enzimática y el de transporte de iones por la membranas celulares era por medio de un transportador.

Figura 2: Modelo de cinética de saturación de Michaelis-Menten.

De acuerdo con esta hipótesis, la selectividad y especificidad del transporte de iones se debe a la afinidad diferencial a los sitios activos del transportador para los diferentes iones. La inhibición competitiva se explica por la afinidad de 2 ó más iones por los mismos sitios de unión en un transportador.

En función del ión a transportar las cinéticas cambian y se puede hablar de mecanismos duales y unitarios:

- Duales: la cinética de absorción reflejaría dos mecanismos con distintas afinidades por los iones. Un mecanismo I con (Km baja) alta afinidad para el ión y un mecanismo II (Km alta) con baja afinidad para el ión (fig 3).

- Unitario: Un único mecanismo. Se basa en enzimas con múltiples subunidades en las cuales la unión del sustrato a una subunidad, induce cambios con formación que aumentan o disminuyen la afinidad.

Figura 3: Mecanismo de transporte dual de un ión.

ABSORCIÓN DE IONES POR TRANSPORTE PASIVO

Procesos de transporte que ocurren a favor de gradiente de potencial electroquímico sin necesidad de aporte de energía.

Potencial electroquímico de un ión:

µi = µio + RT Lnai + ViP + zi FE + mgh

En condiciones biológicas no tienen significación los componentes hidrostáticos ∆h=0 y los cambios de ViP son tan pequeños

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