Γιατί οι διαλυτές μετακινούνται σε μια λιπιδική διπλοστιβάδα;

Οι διαλυτές μετακινούνται σε μια λιπιδική διπλή στρώση για διάφορους λόγους και η κινητήρια δύναμη εξαρτάται από τη συγκεκριμένη διαλυμένη ουσία και τις συνθήκες:

1. Παθητική μεταφορά:

* απλή διάχυση: Αυτή είναι η κίνηση μιας διαλελυμένης ουσίας σε μια μεμβράνη από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης, ακολουθώντας την κλίση συγκέντρωσης. Αυτό οδηγείται από τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής , τα οποία δηλώνουν ότι τα συστήματα τείνουν προς μεγαλύτερη εντροπία (διαταραχή). Μικρές, μη πολικές διαλυμένες ουσίες όπως το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και οι στεροειδείς ορμόνες μπορούν να διαχέονται απευθείας κατά μήκος της λιπιδικής διπλής στιβάδας.

* Διευκόλυνση διάχυσης: Αυτό συνεπάγεται την κίνηση μιας διαλελυμένης ουσίας κάτω από την κλίση της συγκέντρωσης, αλλά με τη βοήθεια μιας πρωτεΐνης μεμβράνης (πρωτεΐνη μεταφοράς). Αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν να είναι κανάλια που παρέχουν έναν υδρόφιλο πόρο για τη διαλυτή ουσία για να περάσει ή φορείς που συνδέονται με τη διαλυμένη ουσία και διευκολύνουν την κίνηση της σε όλη τη μεμβράνη. Αυτός ο τύπος μεταφοράς εξακολουθεί να είναι παθητικός, καθώς δεν απαιτεί ενέργεια από το κελί, αλλά επιτρέπει την κίνηση μεγαλύτερων ή πολικών διαλυμάτων που διαφορετικά θα αγωνίζονται να διασχίσουν την υδρόφοβη διπλοστοιβάδα.

2. Ενεργή μεταφορά:

* Πρωτογενής ενεργή μεταφορά: Αυτό απαιτεί ενέργεια απευθείας από το ΑΤΡ για να μετακινηθεί διαλυμένες ουσίες έναντι της κλίσης συγκέντρωσης τους (από χαμηλή έως υψηλή συγκέντρωση). Αυτό συχνά προκαλείται από αντλίες που χρησιμοποιούν υδρόλυση ΑΤΡ για να αλλάξουν τη διαμόρφωση και τη μεταφορά ειδικών διαλυμάτων σε όλη τη μεμβράνη. Η αντλία νατρίου-κάστρο είναι ένα κλασικό παράδειγμα, αντλώντας Na+ από το κύτταρο και το Κ+ στο κύτταρο, τόσο έναντι των κλίσεων συγκέντρωσης τους.

* Δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά: Αυτό χρησιμοποιεί την πιθανή ενέργεια που αποθηκεύεται στη βαθμίδα συγκέντρωσης μιας διαλελυμένης ουσίας για να οδηγήσει την κίνηση μιας άλλης διαλελυμένης ουσίας. Για παράδειγμα, η κίνηση των ιόντων νατρίου κάτω από την κλίση της συγκέντρωσης (που καθορίζεται από την αντλία νατρίου-υαστίου) μπορεί να οδηγήσει την κίνηση της γλυκόζης στο κύτταρο έναντι της κλίσης της συγκέντρωσης.

Παράγοντες που επηρεάζουν την κίνηση:

* Μέγεθος και πολικότητα: Μικρότερες, μη πολικές διαλυμένες ουσίες κινούνται πιο εύκολα σε όλη τη μεμβράνη.

* κλίση συγκέντρωσης: Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά συγκέντρωσης σε όλη τη μεμβράνη, τόσο ταχύτερα είναι ο ρυθμός διάχυσης.

* ρευστότητα μεμβράνης: Μια πιο υγρή μεμβράνη επιτρέπει την ταχύτερη κίνηση των διαλυμάτων.

* Παρουσία πρωτεϊνών μεμβράνης: Οι πρωτεΐνες μεταφοράς μπορούν να διευκολύνουν την κίνηση συγκεκριμένων διαλυμάτων, τόσο παθητικά όσο και ενεργά.

Συνολικά, οι διαλυμένες ουσίες μετακινούνται κατά μήκος της λιπιδικής διπλοστοιβάδας για να φτάσουν στην ισορροπία, είτε ακολουθώντας την κλίση συγκέντρωσης παθητικά είτε χρησιμοποιώντας ενέργεια για να ξεπεραστούν ενεργά. Αυτή η κίνηση είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της κυτταρικής λειτουργίας και επιτρέπει τη μεταφορά θρεπτικών ουσιών, αποβλήτων και μορίων σηματοδότησης.