拡散、で 生化学は、分子がプラズマを介して細胞に出入りすることができる多くのプロセスの1つを指します 膜、または核膜やそれを囲む膜などの細胞内の交差膜 ミトコンドリア。
拡散を「漂流」運動と考えてください。 それはランダムでガイドされていないプロセスを指し、エネルギーの入力を必要としないプロセスを指しますが、それは1つのルールに従います：粒子は移動します 高濃度の領域から低濃度の領域へ、個々の分子がすべての方向に自由に移動できる場合でも。
化学勾配を理解する
何かが高濃度の領域から低濃度の領域に移動することはどういう意味ですか？ まず、この文脈で「濃度」が何を意味するのかを知る必要があります。 ほとんどの場合、濃度は単位体積あたりの分子数（ミリリットル、mlなど）を指します。
ボトルやカートンからオレンジジュースを飲むとどうなるか考えてみてください。 ジュース中の高濃度の砂糖がシステム内の液体の高濃度を超えているため、飲み物が甘いと感じる可能性があります。
ただし、ジュースを普通の水と混合して、得られる溶液にジュース1部ごとに10部の水が含まれるようにする場合は、数分待ってから、 もう一度一口飲むと、体液の濃度が低くなり、とにかく体よりも濃度が低くなるため、水分が希釈されているように感じられます。 流体。
なぜなら、ジュース中の砂糖の分子は、濃度が上がるまで水分子と混ざり合う傾向があるからです。 砂糖の量は溶液全体で等しく、拡散は次の方向に起こると言われています 平衡。
重要なのは、平衡は分子の動きの停止を意味するのではなく、分子の動きが真のランダム性のポイントに到達したことを意味します。 濃度勾配 削除されました。
拡散のプロセス
一部の物質は単純に拡散する可能性がありますが 細胞膜 濃度勾配がこれに有利な場合、他のものは膜内のリン脂質分子間を通過するには大きすぎるか、またはそれらの動きに対抗する正味の電荷を運びます。
したがって、原形質膜は 半透膜：水（H2O）や二酸化炭素（CO2）などの小さな非荷電分子は、単に蛇行する可能性がありますが、他の分子は助けを必要とするか、膜を完全に通過することができません。
単純拡散 まさにそのように聞こえます–膜が実際にはそこにないかのように、濃度勾配を下る膜を横切る分子の動き。 に 促進拡散ただし、 イオン （荷電粒子）は濃度勾配を下って移動しますが、特殊な粒子を介して膜を通過する必要もあります 輸送チャネル たんぱく質でできています。
拡散は、平衡濃度に達するまで進行する傾向があります。 この時点で、分子は次のことによってのみ領域を離れる傾向があります。 能動輸送 ATPを動力源とするメカニズム、または アデノシン三リン酸 –セルの「エネルギー通貨」。
拡散の長所と短所
プラス面として、拡散プロセスは、エネルギーを必要としないという点で、他の輸送形態と比較して「無料」です。 「マクロ」の世界と同じように、生物学的システムとエネルギーにおいて効率が非常に望ましいことを考えると、これは主要な資産です。
拡散の欠点は、物質を濃度勾配を上げるには明らかに不十分であり、想像するのは難しいことではないということです。 分子が細胞内よりも内部にすでに高濃度であるにもかかわらず、細胞内に分子が必要とされるシナリオ 外側。 多くの場合、そのような物質は、 電気化学的勾配.
これは別の物理的な抵抗の形ですが、ATPの投資だけが克服できるものです。 これは、彼らの仕事に反対する電気化学的勾配の流れと絶えず戦う膜「ポンプ」を使用して行われます。