Plazma membrane su prepreke koje razdvajaju stanice od njihove okoline. Zamislite ih kao zidove i kapije koji okružuju masivne tvornice, strogo kontrolirajući što ulazi, a što izlazi. Zbog kemije i fluidnosti fosfolipidnih dvoslojeva, određene vrste molekula mogu slobodno prolaziti, dok druge vrste nemaju šanse bez pomoći stanice. Nekadašnje vrste molekula koriste mješavinu veličine, kemije i sila difuzije da bi se probile kroz ono što se čini neprobojnom barijerom.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Molekule difundiraju kroz plazemske membrane od visoke koncentracije do niske koncentracije. Iako je polarna, molekula vode može se skliznuti kroz membrane na temelju svoje male veličine. Vitamini i alkoholi topljivi u mastima također s lakoćom prolaze kroz plazmene membrane.
Difuzija i koncentracija
Difuzija je tendencija prelaska molekula iz područja visoke koncentracije u područje niske koncentracije. Ta tendencija nastaje jer se molekule nasumično kreću kroz prostor. Koncept "širenja" može se vidjeti ispuštanjem boje za hranu u posudu s vodom. Na kraju će se čestice boje ravnomjerno proširiti po tekućini, umjesto da ostanu na istom mjestu. Zbog razlika između unutrašnjosti stanice i tekućine izvana, difuzija će se prirodno odvijati u oba smjera. Jedino što im stoji na putu je plazma membrana. Međutim, određene vrste molekula mogu proći izravno kroz membranu - to je jednostavna difuzija i događa se bez ikakvog unosa stanice.
Razmjena plina
Molekule plina poput dvoatomskog kisika i ugljičnog dioksida toliko su male da mogu stati kroz prazne prostore u membrani. Oni su također nepolarni, što znači da se naboj elektrona ravnomjerno raspoređuje po cijelom spoju. Kao rezultat toga, nepolarna unutrašnjost membrane ih neće odbiti. Izmjena plinova kroz membranu savršeno djeluje na ljudske stanice - otopljeni kisik potreban za aerobno disanje je koncentriraniji izvan stanice, dok je ugljični dioksid, nusprodukt istog postupka, koncentriraniji unutar stanice stanica. Kao rezultat, kisik se prirodno difundira u stanicu, dok se ugljični dioksid difundira.
Polarne molekule vode
Iako je voda visoko polarna molekula s neravnomjernom raspodjelom naboja elektrona, ona je dovoljno mala da izravno prolazi kroz membranu. Budući da voda može proći kroz stanične barijere, ljudsko tijelo mora pažljivo uravnotežiti koncentraciju elektrolita u izvanstaničnoj tekućini. Ako se tekućina previše razrijedi, voda ulijeva u stanice, potencijalno uzrokujući njihovo bubrenje i pucanje. S druge strane, ako je koncentracija soli izvan stanice previsoka, voda će istjecati iz stanice, što dovodi do mogućeg kolapsa.
Ostale molekule
Kao što im samo ime govori, vitamini topljivi u mastima - vitamini A, D, E i K - mogu proći izravno kroz hidrofobnu (masnu) membranu. Iako su donekle polarni, alkoholi poput etanola mogu jednostavnom difuzijom proći na sličan način kao voda.