Plasmamembraner er de barrierer, der adskiller celler fra deres omgivelser. Tænk på dem som væggene og porte, der omgiver massive fabrikker, og kontroller tæt, hvad der kommer ind og hvad der går ud. På grund af phospholipid-dobbeltlags kemi og fluiditet kan visse typer molekyler passere frit, mens andre typer ikke har nogen chance uden hjælp fra cellen. De tidligere typer molekyler bruger en blanding af størrelse, kemi og diffusionskræfterne til at presse igennem det, der synes at være en uigennemtrængelig barriere.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Molekyler diffunderer over plasmamembraner fra høj koncentration til lav koncentration. Selvom det er polært, kan et vandmolekyle glide gennem membraner baseret på dets lille størrelse. Fedtopløselige vitaminer og alkoholer krydser også plasmamembraner med lethed.
Diffusion og koncentration
Diffusion er tendensen hos molekyler 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 "spredning" kan ses ved at smide madfarvning ned i en beholder med vand. Til sidst spredes farvestofpartiklerne jævnt i væsken i stedet for at forblive på samme sted. På grund af forskellene mellem celleindretningen og væsken udenfor vil diffusion forekomme naturligt i begge retninger. Det eneste der står i vejen for det er plasmamembranen. Imidlertid kan visse typer molekyler passere direkte gennem membranen - dette er simpel diffusion, og det sker uden input fra cellen overhovedet.
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 sig jævnt i hele forbindelsen. Som et resultat vil det ikke-polære indre af membranen ikke afvise dem. Gasudveksling over membranen fungerer perfekt for humane celler - opløst ilt, der er nødvendigt for aerob respiration er mere koncentreret uden for cellen, mens kuldioxid, et biprodukt af den samme proces, er mere koncentreret inde i cellen celle. Som et resultat diffunderer ilt naturligt ind i cellen, mens kuldioxid diffunderer ud.
Polære vandmolekyler
Selvom vand er et meget polært molekyle med en ujævn fordeling af elektronladning, er det lille nok til at passere direkte gennem membranen. Fordi vand kan komme gennem cellebarrierer, skal den menneskelige krop omhyggeligt afbalancere elektrolytkoncentrationen af ekstracellulære væsker. Hvis væsken bliver for fortyndet, strømmer vand ind i cellerne, hvilket potentielt får dem til at svulme op og sprænge. På den anden side, hvis saltkoncentrationen uden for cellen er for høj, vil vand strømme ud af cellen, hvilket fører til mulig kollaps.
Andre molekyler
Som deres navn antyder, kan fedtopløselige vitaminer - vitamin A, D, E og K - passere direkte gennem den hydrofobe (fede) membran. Selvom de er noget polære, kan alkoholer som ethanol passere ved simpel diffusion på lignende måde som vand.