Hvilke typer af molekyler kan passere gennem plasmamembranen gennem simpel diffusion?

Plasmemembraner er barriererne, der adskiller celler fra deres omgivelser. Tænk på dem som væggene og portene omkring massive fabrikker, tæt kontrol med hvad der kommer ind og hvad der går ud. På grund af phospholipid-bilayers kemi og fluiditet kan visse typer molekyler passere frit, mens andre typer ikke har nogen chance uden hjælp fra cellen. De tidligere typer af molekyler bruger en blanding af størrelse, kemi og diffusionskræfterne til at presse gennem det, der synes at være en uigennemtrængelig barriere.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Molekyler diffunderer over plasmamembraner fra høj koncentration til lav koncentration. Selvom det er polært, kan et molekyle vand glide gennem membraner baseret på dets lille størrelse. Fedtopløselige vitaminer og alkoholer overskrider også plasmamembraner.

Diffusion og koncentration

Diffusion er molekylernes tendens til at bevæge sig fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration. Denne tendens opstår fordi molekyler bevæger sig tilfældigt gennem et rum. Begrebet "udbredelse" kan ses ved at droppe madfarver i en beholder med vand. Til sidst vil farvestofpartiklerne spredes jævnt gennem væsken i stedet for at forblive på samme sted. På grund af forskellene mellem cellens indre og væsken udenfor vil diffusion forekomme naturligt i begge retninger. Det eneste der står i vejen er plasmamembranen. Imidlertid kan visse typer af molekyler passere direkte gennem membranen - det er simpelt diffusion, og det sker uden indtastning fra cellen.

Gasudveksling

Gasmolekyler som diatomisk ilt og kuldioxid er så små, at de kan passe gennem de tomme rum i membranen. De er også ikke-polære, hvilket betyder, at elektronladning fordeler jævnt i hele forbindelsen. Som følge heraf vil det ikke-polære indre af membranen ikke afvise dem. Gasudveksling over membranen virker perfekt til menneskelige celler - opløst oxygen, der er nødvendigt til aerob åndedræt, er mere koncentreret uden for cellen, mens carbondioxid, et biprodukt af samme proces, er mere koncentreret inde i cellen. Som følge heraf diffunderer ilt naturligt i cellen, mens kuldioxid diffunderer.

Polære vandmolekyler

Selv om vand er et højt polært molekyle med en ujævn fordeling af elektronladning, er den lille nok til at passere direkte gennem membranen. Fordi vand kan komme igennem cellebarrierer, skal menneskekroppen forsigtigt afbalancere elektrolytkoncentrationen af ​​ekstracellulære væsker. Hvis væsken bliver for fortyndet, strømmer vand ind i celler, hvilket potentielt får dem til at svulme og briste. På den anden side, hvis saltkoncentrationen uden for cellen er for høj, vil vand strømme ud af cellen, hvilket fører til mulig sammenbrud.

Andre molekyler

Som deres navn tyder på, fedt opløselige vitaminer - vitaminerne A, D, E og K - kan passere direkte gennem den hydrofobe (fede) membran. Selv om de er noget polære, kan alkoholer som ethanol passere ved simpel diffusion på samme måde som vand.