O bem-estar de uma célula depende de sua capacidade de controlar a passagem de moléculas através da membrana celular. Algumas moléculas podem se difundir através da membrana celular sem qualquer ajuda da célula. Outros requerem a ajuda de proteínas transmembrana para entrar ou sair da célula. Três fatores principais determinam se uma molécula se difundirá através da membrana celular: concentração, carga e tamanho.
TL; DR (muito longo; Não li)
A membrana celular é uma barreira entre o interior da célula e o mundo externo. A capacidade de uma molécula de viajar através de uma membrana depende de sua concentração, carga e tamanho. Em geral, as moléculas se difundem através das membranas de áreas de alta concentração para baixa concentração. As membranas celulares impedem que moléculas carregadas entrem na célula, a menos que a célula mantenha um potencial elétrico. No entanto, pequenas moléculas podem ser capazes de deslizar através da membrana, independentemente de sua carga.
A Membrana Celular
A membrana celular contém duas camadas de fosfolipídios. Cada molécula de fosfolipídeo tem uma cabeça de fosfato hidrofílica e duas caudas de lipídeo hidrofóbicas. As cabeças se alinham ao longo das superfícies interna e externa da membrana celular, enquanto as caudas preenchem o espaço do meio. Vários tipos de proteínas transmembrana fornecem difusão facilitada ou transporte ativo para moléculas que não podem se difundir passivamente através da membrana celular. O transporte ativo primário requer que a célula gaste energia para mover as moléculas através da membrana celular. A difusão não requer energia da célula para fazer isso.
Concentração e Difusão
A difusão ocorre porque as moléculas gostam de se espalhar de áreas de alta concentração para áreas de baixa concentração. Energia eletroquímica e cinética tanto difusão de energia O principal determinante de se uma molécula se difundirá através da membrana celular é a concentração da molécula em cada lado da membrana celular. Por exemplo, a concentração extracelular de oxigênio é maior do que a concentração intracelular, razão pela qual o oxigênio se difunde para dentro da célula. O dióxido de carbono se espalha por razões semelhantes.
Carga e Polaridade
Um íon é um átomo ou molécula que possui uma carga total devido a um desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons. Polaridade é uma distribuição desigual de carga em uma molécula, com algumas regiões parcialmente positivas e negativas. Moléculas carregadas e polarizadas se dissolvem na água, enquanto as moléculas não carregadas se dissolvem em lipídios. As caudas lipídicas na membrana celular impedem que moléculas carregadas e polarizadas se difundam através da membrana celular. No entanto, algumas células mantêm ativamente um potencial elétrico em ambos os lados da membrana celular que pode atrair ou repelir íons e moléculas polarizadas.
Tamanho da Molécula
Algumas moléculas polarizadas são pequenas o suficiente para passarem pelas caudas lipídicas. Por exemplo, a água é uma molécula polarizada, mas seu pequeno tamanho permite que ela se difunda livremente através da membrana celular. Isso também se aplica ao dióxido de carbono, o subproduto do metabolismo celular. As moléculas de oxigênio não têm polaridade e também são pequenas o suficiente para se difundir facilmente na célula. As moléculas de açúcar, que contêm cinco ou mais átomos de carbono, são polares e muito grandes para se difundir através da membrana celular e devem viajar através de proteínas transmembrana.