Οι μεμβράνες πλάσματος είναι τα εμπόδια που διαχωρίζουν τα κύτταρα από το περιβάλλον τους. Σκεφτείτε τους ως τους τοίχους και τις πύλες που περιβάλλουν τεράστια εργοστάσια, ελέγχοντας αυστηρά τι εισέρχεται και τι βγαίνει. Λόγω της χημείας και της ρευστότητας των διπλοστιβάδων φωσφολιπιδίων, ορισμένοι τύποι μορίων μπορούν να περάσουν ελεύθερα, ενώ άλλοι τύποι δεν έχουν καμία πιθανότητα χωρίς βοήθεια από το κύτταρο. Οι πρώην τύποι μορίων χρησιμοποιούν ένα μείγμα μεγέθους, χημείας και δυνάμεων διάχυσης για να συμπιέσουν αυτό που φαίνεται να είναι ένα αδιαπέραστο φράγμα.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Τα μόρια διαχέονται σε μεμβράνες πλάσματος από υψηλή συγκέντρωση σε χαμηλή συγκέντρωση. Ακόμα κι αν είναι πολικό, ένα μόριο νερού μπορεί να διεισδύσει στις μεμβράνες με βάση το μικρό του μέγεθος. Οι λιποδιαλυτές βιταμίνες και οι αλκοόλες διασχίζουν επίσης τις μεμβράνες του 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 σε ένα χώρο. Η έννοια της «εξάπλωσης» μπορεί να φανεί με την πτώση των χρωστικών 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 υγρού έξω, η διάχυση θα συμβεί φυσικά και στις δύο κατευθύνσεις. Το μόνο πράγμα που σταματάει είναι η μεμβράνη πλάσματος Ωστόσο, ορισμένοι τύποι μορίων μπορούν να περάσουν απευθείας μέσω της μεμβράνης - αυτή είναι απλή διάχυση και συμβαίνει χωρίς καμία είσοδο από το κελί.
Ανταλλαγή αερίου
Τα μόρια αερίου όπως το διατομικό οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα είναι τόσο μικρά που μπορούν να χωρέσουν μέσα από τους κενούς χώρους της μεμβράνης. Είναι επίσης μη πολικά, που σημαίνει ότι το φορτίο ηλεκτρονίων κατανέμεται ομοιόμορφα σε ολόκληρη την ένωση. Ως αποτέλεσμα, το μη πολικό εσωτερικό της μεμβράνης δεν θα τους απωθήσει. Η ανταλλαγή αερίων σε όλη τη μεμβράνη λειτουργεί τέλεια για ανθρώπινα κύτταρα - διαλυμένο οξυγόνο απαραίτητο για αερόβια αναπνοή πιο συμπυκνωμένο έξω από το κύτταρο ενώ το διοξείδιο του άνθρακα, ένα υποπροϊόν της ίδιας διαδικασίας, είναι πιο συγκεντρωμένο μέσα στο κύτταρο. Ως αποτέλεσμα, το οξυγόνο διαχέεται φυσικά στο κύτταρο ενώ το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται.
Μόρια πολικού νερού
Ακόμα κι αν το νερό είναι ένα πολύ πολικό μόριο με άνιση κατανομή φορτίου ηλεκτρονίων, είναι αρκετά μικρό για να περάσει απευθείας μέσω της μεμβράνης. Επειδή το νερό μπορεί να περάσει από κυτταρικά εμπόδια, το ανθρώπινο σώμα πρέπει να εξισορροπήσει προσεκτικά τη συγκέντρωση ηλεκτρολυτών εξωκυτταρικών υγρών. Εάν το υγρό γίνει πολύ αραιό, το νερό ρέει στα κύτταρα, προκαλώντας δυνητικά τα πρήξιμο 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 υποδηλώνει το όνομά τους, οι λιποδιαλυτές βιταμίνες - βιταμίνες A, D, E και K - μπορούν να περάσουν απευθείας από την υδρόφοβη (λιπαρή) μεμβράνη. Παρόλο που είναι κάπως πολικές, οι αλκοόλες όπως η αιθανόλη μπορούν να περάσουν με απλή διάχυση με παρόμοιο τρόπο στο νερό.