Η ευεξία ενός κυττάρου εξαρτάται από την ικανότητά του να ελέγχει τη διέλευση μορίων κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Ορισμένα μόρια μπορούν να διαχέονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης χωρίς καμία βοήθεια από το κύτταρο. Άλλοι απαιτούν τη βοήθεια διαμεμβρανικών πρωτεϊνών για να μετακινηθούν μέσα ή έξω από το κύτταρο. Τρεις πρωταρχικοί παράγοντες καθορίζουν εάν ένα μόριο θα διαχέεται σε μια κυτταρική μεμβράνη: συγκέντρωση, φόρτιση και μέγεθος.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η κυτταρική μεμβράνη είναι ένα εμπόδιο μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του εξωτερικού κόσμου. Η ικανότητα ενός μορίου να διασχίζει μια μεμβράνη εξαρτάται από τη συγκέντρωση, το φορτίο και το μέγεθός του. Γενικά, τα μόρια διαχέονται σε μεμβράνες από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης έως χαμηλής συγκέντρωσης. Οι κυτταρικές μεμβράνες εμποδίζουν την είσοδο φορτισμένων μορίων στο κύτταρο εκτός εάν το κύτταρο διατηρήσει ηλεκτρικό δυναμικό. Ωστόσο, μικρά μόρια μπορεί να είναι ικανά να γλιστρήσουν μέσω της μεμβράνης ανεξάρτητα από το φορτίο τους.
Η κυτταρική μεμβράνη
Μια κυτταρική μεμβράνη περιέχει δύο στρώσεις φωσφολιπιδίων. Κάθε μόριο φωσφολιπιδίου έχει υδρόφιλη φωσφορική κεφαλή και δύο υδρόφοβες ουρές λιπιδίων. Οι κεφαλές ευθυγραμμίζονται κατά μήκος της εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας της κυτταρικής μεμβράνης, ενώ οι ουρές γεμίζουν τον μεσαίο χώρο. Διάφοροι τύποι διαμεμβρανικών πρωτεϊνών παρέχουν διευκόλυνση διάχυσης ή ενεργή μεταφορά για μόρια που δεν μπορούν παθητικά να διαχέονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Η πρωτογενής ενεργός μεταφορά απαιτεί από το κύτταρο να καταναλώνει ενέργεια για να μετακινεί μόρια μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Η διάχυση δεν απαιτεί ενέργεια από το κύτταρο για να το κάνει.
Συγκέντρωση και διάχυση
Η διάχυση συμβαίνει επειδή τα μόρια επιθυμούν να εξαπλωθούν από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης σε περιοχές χαμηλότερης συγκέντρωσης. Ηλεκτροχημική και κινητική ενέργεια και η διάχυση ισχύος. Ο πρωταρχικός καθοριστής του κατά πόσον ένα μόριο θα διαχέεται σε μια κυτταρική μεμβράνη είναι η συγκέντρωση του μορίου σε κάθε πλευρά της κυτταρικής μεμβράνης. Για παράδειγμα, η εξωκυτταρική συγκέντρωση οξυγόνου είναι υψηλότερη από την ενδοκυτταρική συγκέντρωση, γι 'αυτό το οξυγόνο διαχέεται στο κύτταρο. Το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται για παρόμοιους λόγους.
Φόρτιση και πολικότητα
Ένα ιόν είναι ένα άτομο ή μόριο που έχει ένα πλήρες φορτίο λόγω μιας ανισορροπίας μεταξύ του αριθμού των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων. Η πολικότητα είναι μια άνιση κατανομή φορτίου σε ένα μόριο, με μερικές εν μέρει θετικές και αρνητικές περιοχές. Φορτισμένα και πολωμένα μόρια διαλύονται σε νερό ενώ τα μη φορτισμένα μόρια διαλύονται σε λιπίδια. Οι ουρές λιπιδίων στην κυτταρική μεμβράνη εμποδίζουν τη διάχυση των φορτισμένων και πολωμένων μορίων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Ωστόσο, ορισμένα κύτταρα διατηρούν ενεργά ένα ηλεκτρικό δυναμικό και στις δύο πλευρές της κυτταρικής μεμβράνης που μπορεί να προσελκύσει ή να απωθεί τα πολωμένα μόρια.
Μέγεθος μορίου
Μερικά πολωμένα μόρια είναι αρκετά μικρά για να περάσουν από τις ουρές των λιπιδίων. Για παράδειγμα, το νερό είναι ένα πολωμένο μόριο, αλλά το μικρό του μέγεθος επιτρέπει να διαχέεται ελεύθερα σε όλη την κυτταρική μεμβράνη. Αυτό ισχύει επίσης για το διοξείδιο του άνθρακα, το υποπροϊόν του κυτταρικού μεταβολισμού. Τα μόρια οξυγόνου δεν έχουν πολικότητα και είναι επίσης αρκετά μικρά ώστε να διαχέονται εύκολα στο κύτταρο. Τα μόρια ζάχαρης, τα οποία περιέχουν πέντε ή περισσότερα άτομα άνθρακα, είναι και τα δύο πολικά και πολύ μεγάλα για να διαχέονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης και πρέπει να ταξιδεύουν μέσω διαμεμβρανικών πρωτεϊνών.
