מהם שלושה דברים שקובעים אם מולקולה תוכל להתפזר על פני קרום תא?

רווחת התא תלויה ביכולתו לשלוט במעבר מולקולות על פני קרום התא. מולקולות מסוימות יכולות להתפזר דרך קרום התא ללא כל סיוע מהתא. אחרים זקוקים לעזרת חלבונים טרנסממברניים בכדי לנוע לתא או לצאת ממנו. שלושה גורמים עיקריים קובעים אם מולקולה תתפזר על פני קרום התא: ריכוז, מטען וגודל.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

קרום התא הוא מחסום בין פנים התא לעולם החיצון. היכולת של מולקולה לנוע על פני קרום תלויה בריכוז, במטען ובגודל שלה. באופן כללי, מולקולות מתפזרות על פני ממברנות מאזורים עם ריכוז גבוה לריכוז נמוך. קרומי התא מונעים כניסה של מולקולות טעונות לתא אלא אם כן התא שומר על פוטנציאל חשמלי. עם זאת, מולקולות קטנות עשויות להיות מסוגלות להחליק דרך הממברנה ללא קשר למטען שלהן.

קרום תא מכיל שתי שכבות של פוספוליפידים. לכל מולקולת פוספוליפידים יש ראש פוספט הידרופילי ושני זנבות ליפידים הידרופוביים. הראשים מסתדרים לאורך המשטחים הפנימיים והחיצוניים של קרום התא, ואילו הזנבות ממלאים את החלל האמצעי. סוגים שונים של חלבונים טרנס-ממברניים מספקים דיפוזיה קלה או הובלה פעילה למולקולות שאינן יכולות להתפזר באופן פסיבי דרך קרום התא. הובלה פעילה ראשונית מחייבת את התא להוציא אנרגיה כדי להעביר מולקולות דרך קרום התא. דיפוזיה אינה דורשת שום אנרגיה מהתא לשם כך.

דיפוזיה מתרחשת מכיוון שמולקולות אוהבות להתפשט מאזורי ריכוז גבוה לאזורים בעלי ריכוז נמוך יותר. אנרגיה אלקטרוכימית וקינטית הן דיפוזיה של כוח. הקובע העיקרי אם מולקולה תתפזר על פני קרום התא הוא ריכוז המולקולה בכל צד של קרום התא. לדוגמא, ריכוז החמצן החוץ-תאי גבוה מהריכוז התוך-תאי ולכן חמצן מתפזר לתא. פחמן דו חמצני מתפזר מסיבות דומות.

יון הוא אטום או מולקולה שיש להם מטען מוחלט עקב חוסר איזון בין מספר הפרוטונים לאלקטרונים. קוטביות היא חלוקה לא אחידה של מטען על פני מולקולה, עם כמה אזורים חיוביים ושליליים בחלקם. מולקולות טעונות ומקוטבות מתמוססות במים ואילו מולקולות לא טעונות מתמוססות בשומנים. זנבות השומנים בקרום התא מונעים ממולקולות טעונות ומקוטבות להתפשט דרך קרום התא. עם זאת, תאים מסוימים שומרים באופן פעיל על פוטנציאל חשמלי משני צדי קרום התא שיכול למשוך או להדוף יונים ומולקולות מקוטבות.

יש מולקולות מקוטבות קטנות מספיק כדי להחליק מעבר לזנבות השומנים בדם. לדוגמא, מים הם מולקולה מקוטבת, אך גודלם הקטן מאפשר להם להתפזר באופן חופשי על פני קרום התא. זה נכון גם לגבי פחמן דו חמצני, תוצר הלוואי של חילוף החומרים בתאים. למולקולות חמצן אין קוטביות והן קטנות מספיק כדי להתפזר בקלות לתא. מולקולות סוכר, המכילות חמישה אטומי פחמן או יותר, הן קוטביות והן גדולות מכדי להתפזר דרך קרום התא ועליה לעבור דרך חלבונים טרנסממברניים.