Διάχυση: Παθητική μεταφορά και διευκόλυνση της διάχυσης

Ένας απλουστευμένος τρόπος για να κατανοήσουμε αυτή την ιδέα είναι να φανταστεί κανείς ένα γεμάτο τρένο μετρό στη Νέα Υόρκη. Σε ώρα αιχμής, οι περισσότεροι θέλουν να φτάσουν στη δουλειά ή στο σπίτι το συντομότερο δυνατό, έτσι ώστε πολλοί άνθρωποι να πακετάρουν στο τρένο. Μερικοί άνθρωποι μπορεί να στέκονται όχι περισσότερο από μια απόσταση αναπνοής μακριά ο ένας από τον άλλο. Καθώς το τρένο σταματά στους σταθμούς, οι επιβάτες κατεβαίνουν. Αυτοί οι επιβάτες που είχαν γεμίσει ο ένας εναντίον του άλλου αρχίζουν να εξαπλώνονται. Κάποιοι βρίσκουν καθίσματα, άλλοι κινούνται πιο μακριά από το άτομο που μόλις είχαν μείνει δίπλα.

Η ίδια διαδικασία συμβαίνει με τα μόρια. Χωρίς άλλες εξωτερικές δυνάμεις στην εργασία, οι ουσίες θα κινηθούν ή θα διαχέονται από ένα πιο συγκεντρωμένο περιβάλλον σε ένα λιγότερο συγκεντρωμένο περιβάλλον. Δεν γίνεται εργασία για να συμβεί αυτό. Η διάχυση είναι μια αυθόρμητη διαδικασία. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται παθητική μεταφορά.

Αν και η διαδικασία είναι αυθόρμητη, ο ρυθμός διάχυσης διαφόρων ουσιών επηρεάζεται από τη διαπερατότητα της μεμβράνης. Από

instagram viewer
κυτταρικές μεμβράνες είναι επιλεκτικά διαπερατό (μπορούν να περάσουν μόνο μερικές ουσίες), διαφορετικά μόρια θα έχουν διαφορετικούς ρυθμούς διάχυσης.

Για παράδειγμα, το νερό διαχέεται ελεύθερα στις μεμβράνες, ένα προφανές όφελος για κυττάρων δεδομένου ότι το νερό είναι ζωτικής σημασίας για πολλές κυτταρικές διεργασίες. Ορισμένα μόρια, ωστόσο, πρέπει να βοηθηθούν σε όλη την έκταση φωσφολιπίδιο διπλής στιβάδας της κυτταρικής μεμβράνης μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται διευκολυνόμενη διάχυση.

Η διευκόλυνση της διάχυσης είναι ένας τύπος παθητικής μεταφοράς που επιτρέπει στις ουσίες να διασχίζουν τις μεμβράνες με τη βοήθεια ειδικών πρωτεΐνες μεταφοράς. Ορισμένα μόρια και ιόντα, όπως η γλυκόζη, τα ιόντα νατρίου και τα ιόντα χλωρίου, δεν είναι σε θέση να περάσουν από το φωσφολιπίδιο διπλής όψης κυτταρικές μεμβράνες. Μέσω της χρήσης του καναλιού ιόντων πρωτεΐνες και οι πρωτεΐνες φορείς που είναι ενσωματωμένες στην κυτταρική μεμβράνη, αυτές οι ουσίες μπορούν να μεταφερθούν στο κύτταρο.

Οι πρωτεΐνες διαύλου ιόντων επιτρέπουν τη διέλευση συγκεκριμένων ιόντων μέσω του διαύλου πρωτεΐνης. Τα κανάλια ιόντων ρυθμίζονται από το κύτταρο και είναι είτε ανοιχτά είτε κλειστά για τον έλεγχο της διέλευσης των ουσιών μέσα στο κύτταρο. Οι πρωτεΐνες μεταφοράς συνδέονται με συγκεκριμένα μόρια, αλλάζουν σχήμα και στη συνέχεια αποθέτουν τα μόρια κατά μήκος της μεμβράνης. Μόλις ολοκληρωθεί η συναλλαγή, οι πρωτεΐνες επιστρέφουν στην αρχική τους θέση.

Ωσμωση είναι μια ειδική περίπτωση παθητικής μεταφοράς. Στην όσμωση, το νερό διαχέεται από ένα υποτονικό (χαμηλής συγκέντρωσης διαλύματος) διάλυμα σε ένα υπερτονικό (υψηλή συγκέντρωση διαλυτής ουσίας). Σε γενικές γραμμές, η κατεύθυνση της ροής του νερού καθορίζεται από τη συγκέντρωση της διαλελυμένης ουσίας και όχι από τη φύση των ίδιων των μορίων διαλυτής ουσίας.

Για παράδειγμα, ρίξτε μια ματιά κύτταρα του αίματος που τοποθετούνται σε διαλύματα αλμυρού νερού με διαφορετικές συγκεντρώσεις (υπερτονική, ισοτονική και υποτονική).

instagram story viewer