Dôležitosť difúzie v organizmoch

Difúzia je základnou funkciou živých organizmov. Difúzia je náhodný, ale smerový pohyb molekúl z miesta s vysokou koncentráciou do miesta s nízkou koncentráciou. Tento jednoduchý koncept popisuje proces, pri ktorom si bunky vymieňajú toxické plyny za plyny udržujúce život. Tiež popisuje, ako sú nervové bunky schopné vysielať elektrické signály do ďalších buniek. Difúzia hovorí embryonálnym bunkám, kam sa majú plaziť a kedy majú doraziť. Difúzia tiež umožňuje znížiť stratu telesného tepla do okolitého prostredia.

Pľúca majú malé prázdne vrecká podobné hroznu, ktoré sú centrom výmeny plynov. Bunky tela neustále vytvárajú molekuly energie na udržanie svojich každodenných činností. Nielen, že tento proces, nazývaný bunkové dýchanie, vyžaduje na svoju činnosť plynný kyslík, ale tiež produkuje plynný oxid uhličitý, ktorý je pre bunky toxický. Oxid uhličitý produkovaný bunkami v tele sa prenáša v krvi do pľúc. V pľúcach oxid uhličitý difunduje z krvi do vreciek podobných hroznu. Kyslík, ktorý sa vdychoval do pľúc, ide opačným smerom. Kyslík vstupuje do krvi. Táto zásadná výmena plynov sa uskutočňuje difúziou cez tenké vrstvy buniek v krvných cievach, ktoré obklopujú vrecká podobné hroznu.

Nervové bunky nazývané neuróny komunikujú s ostatnými bunkami vysielaním elektrických signálov pozdĺž ich bunkovej membrány. V pokoji je vnútorná strana membrány neurónu negatívne nabitá, zatiaľ čo vonkajšia strana je pozitívne nabitá. Elektrický signál sa generuje, keď membrána prepúšťa ióny zvonka do bunky. Tento prítok mení náboj na vnútornej strane membrány z negatívneho na pozitívny. Tento zodpovedný spínač je elektrický signál, ktorý sa pohybuje dole po dĺžke ramena neurónu. Pohyb iónov, ktorý generuje elektrinu, je difúzia.

Embryonálny vývoj je proces, v ktorom sa začínajú vyvíjať orgány, končatiny a krídla. Proces, pri ktorom embryo zmení tvar, aby začal vyzerať ako miniatúrny dospelý, je možný kvôli difúzii. Rôzne skupiny buniek v rôznych častiach embrya uvoľňujú proteíny nazývané morfogény. Morfogény sú ako parfém, priťahujú bunky zďaleka, aby sa priblížili. Embryonálny vývoj je nádherná symfónia mnohých morfogénnych gradientov, ktoré sa navzájom prelínajú a navzájom si konkurujú. Výsledkom je, že nohy sa vyvíjajú iba na tele, antény sa vyvíjajú iba na hlave a krídla sa vyvíjajú na chrbte zvieraťa. Morfogénne gradienty sú možné, pretože proteíny difundujú.

Homeotermy sú zvieratá, ktoré vnútorne regulujú svoju telesnú teplotu, na rozdiel od toho, že sa musia kúpať alebo bežať na slnku. Jedným z problémov, ktorým čelia homeotermy, je strata tepla do chladného prostredia. Kosatky sú príkladom zvierat, ktoré čelia tomuto problému, pretože plávajú v studenej vode. Ploutve a plutvy kosatiek sú tenké a okolitej vode strácajú veľa tepla. Pretože plutvy a plutvy sú súčasťou veľryby, musí krv prenášať kyslík a teplo zo stredu tela do týchto príveskov. Jedným zo spôsobov, ako kosatky zachovávajú teplo, je to, že ich tepny, ktoré privádzajú teplú krv do ich príloh, sú hneď vedľa žíl, ktoré privádzajú krv späť do tela. Teplo, ktoré sa stratí z tepien smerujúcich k špičke plutvy, je teda zachytávané krvou v žilách a pohybuje sa späť do tela.