Les membranes plasmiques sont les barrières séparant les cellules de leur environnement. Considérez-les comme les murs et les portes entourant les usines massives, contrôlant étroitement ce qui entre et ce qui sort. En raison de la chimie et de la fluidité des bicouches phospholipidiques, certains types de molécules peuvent traverser librement tandis que d'autres types n'ont aucune chance sans l'aide de la cellule. Les premiers types de molécules utilisent un mélange de taille, de chimie et de forces de diffusion pour se faufiler à travers ce qui semble être une barrière impénétrable.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les molécules diffusent à travers les membranes plasmiques d'une concentration élevée à une faible concentration. Même si elle est polaire, une molécule d'eau peut glisser à travers les membranes en raison de sa petite taille. Les vitamines liposolubles et les alcools traversent également facilement les membranes plasmiques.
Diffusion et concentration
La diffusion est la tendance des molécules à passer d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration. Cette tendance survient parce que les molécules se déplacent de manière aléatoire dans un espace. Le concept d'"étalement" peut être vu en laissant tomber du colorant alimentaire dans un récipient d'eau. Finalement, les particules de colorant se répandront uniformément dans tout le liquide au lieu de rester au même endroit. En raison des différences entre l'intérieur de la cellule et le fluide à l'extérieur, la diffusion se produira naturellement dans les deux sens. La seule chose qui se dresse sur son chemin est la membrane plasmique. Cependant, certains types de molécules peuvent passer directement à travers la membrane - il s'agit d'une simple diffusion, et cela se produit sans aucun apport de la cellule.
Échange de gaz
Les molécules de gaz telles que l'oxygène diatomique et le dioxyde de carbone sont si petites qu'elles peuvent passer à travers les espaces vides de la membrane. Ils sont également non polaires, ce qui signifie que la charge électronique se répartit uniformément dans tout le composé. En conséquence, l'intérieur non polaire de la membrane ne les repoussera pas. L'échange de gaz à travers la membrane fonctionne parfaitement pour les cellules humaines - l'oxygène dissous nécessaire à la respiration aérobie est plus concentré à l'extérieur de la cellule tandis que le dioxyde de carbone, un sous-produit du même processus, est plus concentré à l'intérieur de la cellule. En conséquence, l'oxygène se diffuse naturellement dans la cellule tandis que le dioxyde de carbone se diffuse.
Molécules d'eau polaire
Même si l'eau est une molécule hautement polaire avec une répartition inégale de la charge électronique, elle est suffisamment petite pour passer directement à travers la membrane. Parce que l'eau peut traverser les barrières cellulaires, le corps humain doit soigneusement équilibrer la concentration en électrolytes des fluides extracellulaires. Si le liquide devient trop dilué, l'eau s'écoule dans les cellules, ce qui peut les faire gonfler et éclater. D'autre part, si la concentration en sel à l'extérieur de la cellule est trop élevée, de l'eau s'écoulera hors de la cellule, entraînant un effondrement possible.
Autres molécules
Comme leur nom l'indique, les vitamines liposolubles - les vitamines A, D, E et K - peuvent passer directement à travers la membrane hydrophobe (grasse). Même s'ils sont un peu polaires, les alcools comme l'éthanol peuvent passer par simple diffusion de la même manière que l'eau.