Plasmamembraner er barrierer som skiller celler fra omgivelsene. Tenk på dem som veggene og portene rundt massive fabrikker, og kontroller nøye hva som kommer inn og hva som går ut. På grunn av kjemien og flytbarheten til fosfolipid-dobbeltlag, kan visse typer molekyler passere fritt, mens andre typer ikke har noen sjanse uten hjelp fra cellen. De tidligere typer molekyler bruker en blanding av størrelse, kjemi og diffusjonskreftene for å presse gjennom det som ser ut til å være en ugjennomtrengelig barriere.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Molekyler diffunderer over plasmamembraner fra høy konsentrasjon til lav konsentrasjon. Selv om det er polært, kan et vannmolekyl gli gjennom membraner basert på dets lille størrelse. Fettløselige vitaminer og alkoholer krysser også plasmamembraner uten problemer.
Diffusjon og konsentrasjon
Diffusjon er tendensen til molekyler å bevege seg fra et område med høy konsentrasjon til et område med lav konsentrasjon. Denne tendensen oppstår fordi molekyler beveger seg tilfeldig gjennom et rom. Konseptet med å "spre seg ut" kan sees ved å slippe matfargestoff i en beholder med vann. Etter hvert vil fargestoffpartiklene spre seg jevnt i væsken i stedet for å forbli på samme sted. På grunn av forskjellene mellom celleinteriøret og væsken utenfor, vil diffusjon forekomme naturlig i begge retninger. Det eneste som står i veien er plasmamembranen. Imidlertid kan visse typer molekyler passere direkte gjennom membranen - dette er enkel diffusjon, og det skjer uten inngang fra cellen overhodet.
Bensinutveksling
Gassmolekyler som diatomisk oksygen og karbondioksid er så små at de kan passe gjennom de tomme rom i membranen. De er også ikke-polare, noe som betyr at elektronladning fordeler seg jevnt i forbindelsen. Som et resultat vil det ikke-polære indre av membranen ikke frastøte dem. Gassutveksling over membranen fungerer perfekt for menneskelige celler - oppløst oksygen som er nødvendig for aerob respirasjon er mer konsentrert utenfor cellen mens karbondioksid, et biprodukt av samme prosess, er mer konsentrert inne i cellen celle. Som et resultat diffunderer oksygen naturlig inn i cellen mens karbondioksid diffunderer ut.
Polare vannmolekyler
Selv om vann er et meget polært molekyl med en ujevn fordeling av elektronladning, er det lite nok til å passere direkte gjennom membranen. Fordi vann kan komme gjennom cellebarrierer, må menneskekroppen nøye balansere elektrolyttkonsentrasjonen av ekstracellulære væsker. Hvis væsken blir for fortynnet, strømmer vann inn i cellene, noe som potensielt får dem til å hovne opp og sprekke. På den annen side, hvis saltkonsentrasjonen utenfor cellen er for høy, vil vann strømme ut av cellen, noe som fører til mulig kollaps.
Andre molekyler
Som navnet antyder, kan fettløselige vitaminer - vitamin A, D, E og K - passere direkte gjennom den hydrofobe (fettige) membranen. Selv om de er noe polare, kan alkoholer som etanol passere ved enkel diffusjon på samme måte som vann.