Plasma membraanid on barjäärid, mis eraldavad rakke nende keskkonnast. Mõelge neist kui massiivseid tehaseid ümbritsevatele müüridele ja väravatele, mis kontrollivad rangelt, mis sisse ja välja läheb. Fosfolipiidide kahekihiliste keemiliste omaduste ja voolavuse tõttu võivad teatud tüüpi molekulid vabalt läbida, teistel tüüpidel pole aga võimalust raku abita. Varasemad molekulitüübid kasutavad suuruse, keemia ja difusioonijõudude segu, et suruda läbi läbitungimatu barjääri.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Molekulid difundeeruvad plasmamembraanides suurest kontsentratsioonist madala kontsentratsioonini. Ehkki see on polaarne, võib vee molekul libiseda läbi membraanide selle väikese suuruse tõttu. Rasvlahustuvad vitamiinid ja alkoholid läbivad kergelt ka plasmamembraane.
Difusioon ja kontsentratsioon
Difusioon on molekulide kalduvus liikuda suure kontsentratsiooniga alalt madala kontsentratsiooniga alale. See tendents tekib seetõttu, et molekulid liiguvad juhuslikult kogu ruumis. Mõistet “laialivalgumine” võib näha toiduvärvide viskamisest veenõusse. Lõpuks levivad värvaineosakesed kogu vedelikus ühtlaselt, selle asemel, et jääda samasse kohta. Raku sisemuse ja välise vedeliku erinevuste tõttu toimub difusioon loomulikult mõlemas suunas. Ainus, mis tema teel seisab, on plasmamembraan. Teatud tüüpi molekulid võivad aga otse läbi membraani minna - see on lihtne difusioon ja see toimub ilma raku sisendita.
Gaasibörs
Gaasimolekulid, nagu diatoomne hapnik ja süsinikdioksiid, on nii väikesed, et mahuvad läbi membraani tühjade ruumide. Need on ka mittepolaarsed, mis tähendab, et elektronlaeng jaotub kogu ühendis ühtlaselt. Seetõttu ei tõsta membraani mittepolaarne sisemus neid tagasi. Gaasivahetus üle membraani toimib inimrakkude jaoks suurepäraselt - aeroobseks hingamiseks vajalik lahustunud hapnik on kontsentreeritum väljaspool rakku, samas kui sama protsessi kõrvalprodukt süsinikdioksiid on kontsentreeritum raku sees kamber. Selle tagajärjel difundeerub hapnik rakku loomulikult, süsinikdioksiid aga.
Polaarsed veemolekulid
Ehkki vesi on ülipolaarne molekul, millel on ebaühtlane elektronlaengu jaotus, on see piisavalt väike, et otse membraani läbida. Kuna vesi pääseb läbi rakutõkete, peab inimkeha hoolikalt tasakaalustama rakuväliste vedelike elektrolüüdi kontsentratsiooni. Kui vedelik muutub liiga lahjendatuks, voolab vesi rakkudesse, põhjustades potentsiaalselt nende paisumist ja lõhkemist. Teiselt poolt, kui soola kontsentratsioon väljaspool rakku on liiga kõrge, voolab vesi rakust välja, mis viib võimaliku kokkuvarisemiseni.
Muud molekulid
Nagu nende nimigi võib oletada, võivad rasvlahustuvad vitamiinid - vitamiinid A, D, E ja K - otse hüdrofoobse (rasvase) membraani kaudu läbi minna. Kuigi need on mõnevõrra polaarsed, võivad alkoholid nagu etanool läbida lihtsa difusiooni teel sarnaselt veega.