Difuzija: pasyvus transportavimas ir palengvinta difuzija

Difuzija yra molekulių tendencija plisti į turimą erdvę. Ši tendencija yra vidinės šiluminės energijos (šilumos), esančios visose molekulėse, esant aukštesnei nei absoliutus nulis, rezultatas.

Supaprastintas būdas suprasti šią sąvoką yra įsivaizduoti perpildytą metro traukinį Niujorke. Piko valandomis dauguma nori kuo greičiau nuvykti į darbą ar namo, todėl daug žmonių susirenka į traukinį. Kai kurie žmonės gali stovėti ne didesniu kaip kvėpavimo atstumu vienas nuo kito. Traukiniui sustojus stotyse, keleiviai išlipa. Tie keleiviai, kurie buvo susigrūdę vienas prieš kitą, pradeda išsiskirstyti. Vieni randa vietas, kiti tolsta toliau nuo žmogaus, prie kurio ką tik stovėjo.

Tas pats procesas vyksta su molekulėmis. Neveikiant kitoms išorinėms jėgoms, medžiagos judės arba išsisklaidys iš labiau koncentruotos aplinkos į mažiau koncentruotą aplinką. Neatliekami jokie darbai, kad tai įvyktų. Difuzija yra spontaniškas procesas. Šis procesas vadinamas pasyviuoju transportu.

Difuzija ir pasyvus transportas

Pasyvios difuzijos iliustracija. Stevenas Bergas

Pasyvus pernešimas yra medžiagų difuzija per a membrana . Tai spontaniškas procesas ir ląstelių energija nėra eikvojama. Molekulės judės iš ten, kur medžiaga yra labiau koncentruota, į kur ji yra mažiau koncentruota.

„Šis animacinis filmas iliustruoja pasyvią difuziją. Brūkšninė linija skirta pažymėti membraną, pralaidžią molekulėms arba jonams, pavaizduotoms raudonais taškais. Iš pradžių visi raudoni taškai yra membranoje. Laikui bėgant raudoni taškai išplinta iš membranos, atsižvelgiant į jų koncentracijos gradientą. Kai raudonų taškų koncentracija yra vienoda membranos viduje ir išorėje, grynoji difuzija nutrūksta. Tačiau raudoni taškai vis tiek difunduoja į membraną ir iš jos, tačiau difuzijos į vidų ir išorę greitis yra vienodas, todėl susidaro grynoji O difuzija. Stevenas Bergas, Vinonos valstijos universiteto ląstelių biologijos profesorius emeritas.

Nors procesas yra spontaniškas, skirtingų medžiagų difuzijos greitį veikia membranos pralaidumas. Nuo ląstelių membranos yra pasirinktinai pralaidus (gali praeiti tik kai kurios medžiagos), skirtingos molekulės turės skirtingą difuzijos greitį.

Pavyzdžiui, vanduo laisvai pasklinda per membranas, o tai akivaizdi nauda ląstelės nes vanduo yra labai svarbus daugeliui ląstelių procesų. Tačiau kai kurioms molekulėms reikia padėti fosfolipidas dvisluoksnis ląstelės membrana per procesą, vadinamą palengvinta difuzija.

Supaprastinta difuzija

Supaprastinta difuzija apima baltymo naudojimą, kad palengvintų molekulių judėjimą per membraną. Kai kuriais atvejais molekulės praeina per baltymo kanalus. Kitais atvejais baltymas keičia formą, todėl molekulės gali praeiti. Mariana Ruiz Villarreal

Supaprastinta difuzija yra pasyvaus pernešimo rūšis, leidžianti medžiagoms pereiti per membranas naudojant specialius transportuojančių baltymų . Kai kurios molekulės ir jonai, pavyzdžiui, gliukozė, natrio jonai ir chlorido jonai, negali praeiti pro fosfolipidas dvisluoksnis iš ląstelių membranos . Naudojant jonų kanalą baltymai ir baltymų nešiklius, kurie yra įterpti į ląstelės membraną, šios medžiagos gali būti transportuojamos į ląstelė .

Jonų kanalų baltymai leidžia specifiniams jonams praeiti per baltymų kanalą. Jonų kanalus reguliuoja ląstelė ir jie yra atidaryti arba uždaryti, kad būtų galima kontroliuoti medžiagų patekimą į ląstelę. Nešantys baltymai jungiasi prie konkrečių molekulių, keičia formą ir tada nusėda molekules per membraną. Kai sandoris bus baigtas, baltymai grįžta į pradinę padėtį.

Osmosas

Osmosas yra ypatingas pasyvaus transporto atvejis. Šios kraujo ląstelės buvo dedamos į tirpalus su skirtingomis tirpių koncentracijomis. Mariana Ruiz Villarreal

Osmosas yra ypatingas pasyvaus transporto atvejis. Osmose vanduo difunduoja iš hipotoninio (mažos tirpių medžiagų koncentracijos) tirpalo į a hipertoninis (didelė tirpių medžiagų koncentracija) tirpalas. Paprastai tariant, vandens tekėjimo kryptį lemia tirpios medžiagos koncentracija, o ne pačių tirpių medžiagų molekulių prigimtis.

Pavyzdžiui, pažiūrėkite kraujo ląstelės kurie dedami į skirtingos koncentracijos sūraus vandens tirpalus (hipertoninius, izotoninius ir hipotoninius).

• A hipertoninis koncentracija reiškia, kad sūraus vandens tirpale yra didesnė ištirpusių medžiagų koncentracija ir mažesnė vandens koncentracija nei kraujo ląstelėse. Skystis tekėtų iš mažos tirpių medžiagų koncentracijos srities (kraujo ląstelių) į didelės tirpių medžiagų koncentracijos sritį (vandens tirpalas). Dėl to kraujo ląstelės sumažės.
• Jei sūraus vandens tirpalas yra izotoninis jame būtų tokia pati ištirpusios medžiagos koncentracija kaip ir kraujo ląstelėse. Skystis vienodai tekėtų tarp kraujo ląstelių ir vandens tirpalo. Dėl to kraujo ląstelės išliks tokio pat dydžio.
• Hipertoninio priešingybė, a hipotoninis tirpalas reiškia, kad sūraus vandens tirpale yra mažesnė tirpios medžiagos koncentracija ir didesnė vandens koncentracija nei kraujo ląstelėse. Skystis tekėtų iš mažos tirpių medžiagų koncentracijos srities (vandens tirpalas) į didelės tirpių medžiagų koncentracijos sritį (kraujo ląsteles). Dėl to kraujo ląstelės išsipūs ir gali net sprogti.