Jenis Molekul Apa yang Dapat Melewati Membran Plasma Melalui Difusi Sederhana?

Membran plasma adalah penghalang yang memisahkan sel dari lingkungannya. Anggap saja mereka sebagai tembok dan gerbang yang mengelilingi pabrik-pabrik besar, dengan ketat mengontrol apa yang masuk dan apa yang keluar. Karena kimia dan fluiditas lapisan ganda fosfolipid, jenis molekul tertentu dapat melewatinya dengan bebas sementara jenis lain tidak memiliki kesempatan tanpa bantuan dari sel. Jenis molekul sebelumnya menggunakan campuran ukuran, kimia, dan kekuatan difusi untuk menembus apa yang tampaknya menjadi penghalang yang tidak dapat ditembus.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Molekul berdifusi melintasi membran plasma dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Meskipun bersifat polar, molekul air dapat menembus membran karena ukurannya yang kecil. Vitamin dan alkohol yang larut dalam lemak juga dapat melewati membran plasma dengan mudah.

Difusi adalah kecenderungan molekul untuk berpindah dari area dengan konsentrasi tinggi ke area dengan konsentrasi rendah. Kecenderungan ini muncul karena molekul bergerak secara acak di seluruh ruang. Konsep “menyebar” dapat dilihat dengan menjatuhkan pewarna makanan ke dalam wadah berisi air. Akhirnya, partikel pewarna akan menyebar secara merata ke seluruh cairan alih-alih tetap berada di tempat yang sama. Karena perbedaan antara interior sel dan cairan di luar, difusi akan terjadi secara alami di kedua arah. Satu-satunya hal yang menghalangi adalah membran plasma. Namun, jenis molekul tertentu dapat melewati membran secara langsung -- ini adalah difusi sederhana, dan ini terjadi tanpa masukan dari sel sama sekali.

Molekul gas seperti oksigen diatomik dan karbon dioksida sangat kecil sehingga mereka dapat masuk melalui ruang kosong di membran. Mereka juga nonpolar, artinya muatan elektron didistribusikan secara merata ke seluruh senyawa. Akibatnya, bagian dalam membran nonpolar tidak akan menolaknya. Pertukaran gas melintasi membran bekerja sempurna untuk sel manusia -- oksigen terlarut yang diperlukan untuk respirasi aerobik adalah lebih terkonsentrasi di luar sel sementara karbon dioksida, produk sampingan dari proses yang sama, lebih terkonsentrasi di dalam sel. Akibatnya, oksigen secara alami berdifusi ke dalam sel sementara karbon dioksida berdifusi keluar.

Meskipun air adalah molekul yang sangat polar dengan distribusi muatan elektron yang tidak merata, air cukup kecil untuk melewati membran secara langsung. Karena air dapat melewati penghalang sel, tubuh manusia harus secara hati-hati menyeimbangkan konsentrasi elektrolit cairan ekstraseluler. Jika cairan menjadi terlalu encer, air mengalir ke dalam sel, berpotensi menyebabkan sel membengkak dan pecah. Di sisi lain, jika konsentrasi garam di luar sel terlalu tinggi, air akan mengalir keluar dari sel, menyebabkan kemungkinan keruntuhan.

Seperti namanya, vitamin yang larut dalam lemak - vitamin A, D, E dan K - dapat melewati langsung melalui membran hidrofobik (lemak). Meskipun agak polar, alkohol seperti etanol dapat melewati difusi sederhana dengan cara yang mirip dengan air.