Περιεχόμενο
Οι μεμβράνες πλάσματος είναι τα εμπόδια που διαχωρίζουν τα κύτταρα από το περιβάλλον τους. Σκεφτείτε τους ως τους τοίχους και τις πύλες που περιβάλλουν μαζικά εργοστάσια, ελέγχοντας αυστηρά τι έρχεται και τι βγαίνει. Λόγω της χημείας και της ρευστότητας των διπλοστοιβάδων φωσφολιπιδίων, ορισμένοι τύποι μορίων μπορούν να περάσουν ελεύθερα, ενώ άλλοι τύποι δεν έχουν καμία πιθανότητα χωρίς τη βοήθεια του κυττάρου. Οι πρώην τύποι μορίων χρησιμοποιούν ένα μείγμα μεγέθους, χημείας και των δυνάμεων διάχυσης για να συμπιέσουν αυτό που φαίνεται να είναι ένα αδιαπέραστο φράγμα.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Τα μόρια διαχέονται διαμέσου των μεμβρανών πλάσματος από υψηλή συγκέντρωση σε χαμηλή συγκέντρωση. Ακόμα κι αν είναι πολική, ένα μόριο νερού μπορεί να γλιστρήσει μέσω μεμβρανών με βάση το μικρό του μέγεθος. Οι λιποδιαλυτές βιταμίνες και οι αλκοόλες διασχίζουν επίσης μεμβράνες πλάσματος με ευκολία.
Διάχυση και Συγκέντρωση
Η διάχυση είναι η τάση των μορίων να μετακινούνται από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης. Αυτή η τάση προκύπτει επειδή τα μόρια κινούνται τυχαία μέσα σε ένα χώρο. Η έννοια της "εξάπλωσης" μπορεί να φανεί με την πτώση του χρωματισμού τροφίμων σε ένα δοχείο νερού. Τελικά, τα σωματίδια βαφής θα απλωθούν ομοιόμορφα σε όλο το υγρό αντί να παραμείνουν στο ίδιο σημείο. Λόγω των διαφορών μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του εξωτερικού υγρού, η διάχυση θα συμβεί φυσικά και στις δύο κατευθύνσεις. Το μόνο πράγμα που στέκεται στο δρόμο του είναι η μεμβράνη πλάσματος. Ωστόσο, ορισμένοι τύποι μορίων μπορούν να περάσουν κατευθείαν μέσω της μεμβράνης - αυτή είναι απλή διάχυση και συμβαίνει χωρίς εισροή από το κύτταρο καθόλου.
Ανταλλαγή αερίου
Τα μόρια αερίου όπως το διατομικό οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα είναι τόσο μικρά ώστε να μπορούν να χωρέσουν μέσα από τους κενούς χώρους της μεμβράνης. Είναι επίσης μη πολικοί, που σημαίνει ότι το φορτίο ηλεκτρονίων κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλη την ένωση. Ως αποτέλεσμα, το μη πολικό εσωτερικό της μεμβράνης δεν θα τους απωθήσει. Η ανταλλαγή αερίου διαμέσου της μεμβράνης λειτουργεί τέλεια για τα ανθρώπινα κύτταρα - το διαλυμένο οξυγόνο που απαιτείται για την αερόβια αναπνοή συμπυκνώνεται περισσότερο εκτός του κυττάρου, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα, ένα υποπροϊόν της ίδιας διαδικασίας, συγκεντρώνεται περισσότερο μέσα στο κύτταρο. Ως αποτέλεσμα, το οξυγόνο διαχέεται φυσιολογικά στο κύτταρο ενώ το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται έξω.
Πολικά μόρια νερού
Παρόλο που το νερό είναι ένα πολύ πολικό μόριο με ανισορροπημένη κατανομή φορτίου ηλεκτρονίων, είναι αρκετά μικρό για να περάσει κατευθείαν μέσω της μεμβράνης. Επειδή το νερό μπορεί να περάσει από τους κυτταρικούς φραγμούς, το ανθρώπινο σώμα πρέπει να ισορροπήσει προσεκτικά τη συγκέντρωση ηλεκτρολυτών των εξωκυττάριων υγρών. Εάν το υγρό γίνει πολύ αραιωμένο, το νερό ρέει μέσα στα κύτταρα, ενδεχομένως προκαλώντας τη διόγκωση και την έκρηξη. Από την άλλη πλευρά, εάν η συγκέντρωση άλατος έξω από το κελί είναι πολύ υψηλή, το νερό θα ρέει έξω από το κελί, οδηγώντας σε πιθανή κατάρρευση.
Άλλα μόρια
Όπως μπορεί να προτείνει το όνομά τους, οι λιποδιαλυτές βιταμίνες - οι βιταμίνες A, D, E και K - μπορούν να περάσουν απευθείας μέσω της υδρόφοβης (λιπαρής) μεμβράνης. Αν και είναι κάπως πολικοί, οι αλκοόλες όπως η αιθανόλη μπορούν να περάσουν με απλή διάχυση με παρόμοιο τρόπο με το νερό.