Дифузија, у биохемија, односи се на један од многих процеса помоћу којих молекули могу да се улазе и излазе из ћелија кроз плазму мембрана или попречне мембране унутар ћелије, попут нуклеарне мембране или мембране која се затвара митохондрије.
Дифузију схватите као „покретни“ покрет. Иако се односи на случајан и невођен процес и онај који не захтева унос енергије, ипак следи једно правило: Честице се крећу од подручја веће концентрације до подручја мање концентрације, чак и док се поједини молекули могу слободно кретати у свим правцима.
Разумевање хемијских градијената
Шта значи да се нешто пребацује из региона високе концентрације у подручје ниске концентрације? Прво, неопходно је знати шта у овом контексту значи „концентрација“. Већина времена концентрација се односи на број молекула у јединици запремине (нпр. Милилитара или мл).
Размислите шта се дешава када пијете сок од поморанџе из боце или картона. Шансе су да пиће доживљавате као слатко, јер висока концентрација шећера у соку премашује концентрацију течности у вашем систему.
Међутим, ако сок помешате са обичном водом тако да добијени раствор садржи 10 делова воде за сваки 1 део сока, сачекајте неколико минута и отпијте још један гутљај, течност ћете видети као разређену, јер је сада у нижој концентрацији - у сваком случају, мање концентрована од вашег тела течности.
Јер молекули шећера у соку имају тенденцију да се мешају са молекулима воде све до концентрације шећера је једнако у целом раствору, каже се да се дифузија јавља у правцу равнотежа.
Важно је да равнотежа не значи престанак кретања молекула, већ да је кретање молекула достигло тачку стварне случајности, јер сви градијенти концентрације су елиминисани.
Процес дифузије
Док се неке супстанце могу једноставно дифузно ширити ћелијске мембране када концентрацијски градијент фаворизује ово, други су превелики да би се нашли између молекула фосфолипида у мембрани или носе нето електрични набој који се супротставља њиховом кретању.
Тако је плаземска мембрана а полупропустљиву мембрану: Мали, ненаелектрисани молекули као што су вода (Х2О) и угљен-диоксид (ЦО2) могу једноставно да се вијугају, док другима треба помоћ или нису у могућности да пређу мембрану до краја.
Једноставна дифузија управо тако звучи - кретање молекула кроз мембрану низ градијент концентрације као да мембрана у ствари није ту. У олакшанодифузија, међутим, супстанце попут јони (наелектрисане честице) се крећу низ градијент концентрације, али такође морају да прођу мембрану кроз специјализоване транспортни канали направљен од протеина.
Дифузија тежи да се настави док се не постигне равнотежна концентрација. У овом тренутку молекули обично напуштају регион само активни превоз механизми које покреће АТП, или аденозин трифосфат - „валута енергије“ ћелија.
За и против дифузије
Добра му је страна што је поступак дифузије „бесплатан“ у поређењу са другим облицима транспорта, јер не захтева енергију. Ово је велика предност с обзиром на то да је ефикасност изузетно пожељна у биолошким системима и енергији, баш као што је то случај у „макро“ свету.
Доња страна дифузије је та што је очигледно недовољно померање супстанци према концентрацијском градијенту и није тешко замислити сценарио у коме су молекули потребни унутар ћелије упркос већ већој концентрацији ових супстанци изнутра него у унутрашњости напољу. Чешће се такве супстанце морају премештати преко електрохемијски градијент.
Ово је другачији физички облик отпора, али онај који само улагање АТП-а може превазићи. То се ради помоћу мембранских „пумпи“ које се непрестано боре против плиме електрохемијског градијента који се противи њиховом раду.