אילו סוגי מולקולות יכולות לעבור דרך קרום הפלזמה באמצעות דיפוזיה פשוטה?

קרומי פלזמה הם המחסומים המפרידים בין תאים לסביבתם. חשבו עליהם כעל הקירות והשערים המקיפים מפעלים עצומים, השולטים היטב במה שנכנס ומה יוצא. בגלל הכימיה והנזילות של שכבות דו פוספוליפידיות, סוגים מסוימים של מולקולות יכולים לעבור באופן חופשי בעוד שלסוגים אחרים אין שום סיכוי ללא עזרה מהתא. הסוגים הקודמים של מולקולות משתמשים בתערובת של גודל, כימיה וכוחות הדיפוזיה כדי לדחוף את מה שנראה כמחסום בלתי חדיר.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

מולקולות מפוזרות על פני ממברנות הפלזמה מריכוז גבוה לריכוז נמוך. למרות שהיא קוטבית, מולקולת מים יכולה להחליק דרך הממברנות על בסיס גודלן הקטן. ויטמינים ואלכוהולים מסיסים בשומן חוצים בקלות גם את ממברנות הפלזמה.

דיפוזיה היא הנטייה של מולקולות לעבור מאזור של ריכוז גבוה לאזור של ריכוז נמוך. נטייה זו מתעוררת מכיוון שמולקולות נעות באופן אקראי ברחבי החלל. את המושג "התפשטות" ניתן לראות על ידי הטלת צבעי מאכל למיכל מים. בסופו של דבר, חלקיקי הצבע יתפשטו באופן שווה בכל הנוזל במקום להישאר באותו מקום. בגלל ההבדלים בין פנים התא לנוזל שבחוץ, דיפוזיה תתרחש באופן טבעי לשני הכיוונים. הדבר היחיד שעומד בדרכו הוא קרום הפלזמה. עם זאת, סוגים מסוימים של מולקולות יכולים לעבור ישירות דרך הממברנה - זה דיפוזיה פשוטה, וזה קורה ללא קלט מהתא כלשהו.

מולקולות גז כגון חמצן דיאטומי ופחמן דו חמצני הן כה קטנות עד שהן יכולות לעבור דרך החללים הריקים בקרום. הם גם לא קוטביים, כלומר מטען אלקטרונים מתפזר באופן שווה בכל המתחם. כתוצאה מכך, החלק הפנימי הלא-קוטבי של הקרום לא ידחה אותם. חילופי גז על פני הממברנה פועלים באופן מושלם עבור תאים אנושיים - חמצן מומס הנחוץ לנשימה אירובית הוא מרוכז יותר מחוץ לתא ואילו פחמן דו חמצני, תוצר לוואי מאותו תהליך, מרוכז יותר בתוך התא תָא. כתוצאה מכך, חמצן מתפזר באופן טבעי לתא בעוד פחמן דו חמצני מתפזר החוצה.

למרות שמים הם מולקולה קוטבית מאוד עם חלוקה לא אחידה של מטען האלקטרונים, הם קטנים מספיק כדי לעבור ישירות דרך הממברנה. מכיוון שמים יכולים לעבור דרך מחסומי תאים, על גוף האדם לאזן בזהירות את ריכוז האלקטרוליטים של נוזלים תאיים. אם הנוזל נעשה מדולל מדי, מים זורמים לתאים ועלולים לגרום להם להתנפח ולהתפוצץ. מצד שני, אם ריכוז המלח מחוץ לתא גבוה מדי, מים יזרמו החוצה מהתא, מה שיוביל לקריסה אפשרית.

כפי שמציע שמם, ויטמינים מסיסים בשומן - ויטמינים A, D, E ו- K - יכולים לעבור ישירות דרך הקרום ההידרופובי (השומני). למרות שהם קוטביים במקצת, אלכוהול כמו אתנול יכול לעבור על ידי דיפוזיה פשוטה באופן דומה למים.