Plasmamembran är barriärerna som skiljer celler från sin omgivning. Tänk på dem som väggarna och portarna som omger massiva fabriker, och kontrollerar tätt vad som kommer in och vad som går ut. På grund av fosfolipid dubbelskiktas kemi och flytbarhet kan vissa typer av molekyler passera fritt medan andra typer har ingen chans utan hjälp från cellen. De tidigare typerna av molekyler använder en blandning av storlek, kemi och diffusionskrafterna för att klämma igenom det som verkar vara en ogenomtränglig barriär.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Molekyler diffunderar över plasmamembran från hög koncentration till låg koncentration. Även om den är polär kan en vattenmolekyl glida genom membran baserat på dess lilla storlek. Fettlösliga vitaminer och alkoholer passerar också plasmamembran med lätthet.
Diffusion och koncentration
Diffusion är tendensen hos molekyler att flytta från ett område med hög koncentration till ett område med låg koncentration. Denna tendens uppstår eftersom molekyler rör sig slumpmässigt genom ett utrymme. Begreppet "sprida ut" kan ses genom att släppa matfärg i en behållare med vatten. Så småningom sprids färgpartiklarna jämnt genom vätskan istället för att förbli på samma plats. På grund av skillnaderna mellan cellens inre och vätskan utanför kommer diffusion att ske naturligt i båda riktningarna. Det enda som står i vägen är plasmamembranet. Men vissa typer av molekyler kan passera direkt genom membranet - detta är enkel diffusion och det händer utan någon ingång från cellen alls.
Gasutbyte
Gasmolekyler som diatomiskt syre och koldioxid är så små att de kan passa genom de tomma utrymmena i membranet. De är också icke-polära, vilket betyder att elektronladdningen fördelas jämnt över föreningen. Som ett resultat avvisar membranets icke-polära inre dem inte. Gasutbyte över membranet fungerar perfekt för mänskliga celler - upplöst syre som krävs för aerob andning är mer koncentrerad utanför cellen medan koldioxid, en biprodukt av samma process, är mer koncentrerad inuti cellen cell. Som ett resultat diffunderar syre naturligt in i cellen medan koldioxid diffunderar ut.
Polära vattenmolekyler
Även om vatten är en mycket polär molekyl med en ojämn fördelning av elektronladdningen är den tillräckligt liten för att passera direkt genom membranet. Eftersom vatten kan komma genom cellbarriärer måste människokroppen noggrant balansera elektrolytkoncentrationen av extracellulära vätskor. Om vätskan blir för utspädd strömmar vatten in i cellerna och kan orsaka att de sväller och spricker. Å andra sidan, om saltkoncentrationen utanför cellen är för hög, kommer vatten att rinna ut ur cellen, vilket leder till eventuell kollaps.
Andra molekyler
Som namnet antyder kan fettlösliga vitaminer - vitamin A, D, E och K - passera direkt genom det hydrofoba (fettiga) membranet. Även om de är något polära, kan alkoholer som etanol passera genom enkel diffusion på liknande sätt som vatten.