Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Dyfuzja
47
metalowąnakrętką,cząsteczkiniemogądyfundować
dopokoju,ponieważanibutelka,aninakrętkaniesą
przepuszczalnedlawodykolońskiej.Jednakgdyby
zamienićmetalowąnakrętkęnaplastikowątorbę,
któramaniewielkieotwory,zacznieszwyczuwaćza-
pachwodykolońskiejwpokoju,ponieważtorbajest
przepuszczalnadlacząsteczek.Podobnie,jeślibłona
komórkowajestprzepuszczalnadlacząsteczki,może
onawchodzićlubwychodzićzkomórkiprzezdyfu-
zję.Jeślibłonaniejestprzepuszczalnadlakonkretnej
cząsteczki,niemożeonaprzezniąprzejść.
WTABELI2.6podsumowanocharakterystykęprocesu
dyfuzji.
Wartozauważyć,żejonynieprzemieszczająsię
nadrodzedyfuzji,chociażmożnaspotkaćokreślenie
Djonydyfundująceprzezbłony”.Dyfuzjajesttoprzy-
padkowyruchcząsteczek,zgodnyzgradientemstężeń.
Przemieszczaniejonówjestuwarunkowanegradientem
elektrycznym,związanymzprzyciąganiemsięładunków
przeciwnychiodpychaniempodobnych.Ztegopowodu
jonyporuszająsięwodpowiedzinapołączonygradient
elektrycznyichemiczny:gradientelektrochemiczny.Taki
ruchelektrochemicznyjestprocesembardziejskompliko-
wanymniżdyfuzja,którabazujewyłącznienagradiencie
stężeń,dlategonienależymylićtychdwóchprocesów.
Jonyigradientyelektrochemicznezostanąopisaneszcze-
gółowopodkoniectegorozdziału.
Podsumowując,możnastwierdzić,żedyfuzjajest
biernymruchemobojętnychelektryczniecząsteczek,
zachodzącymzgodniezgradientemstężeń,wynikającym
zprzypadkowychruchówcząsteczek.Dyfuzjazachodzi
wolniejnadłuższychdystansach,jakrównieżwprzy-
padkuwiększychcząsteczek.Gdystężeniedyfundujących
cząsteczekstajesięjednakowewcałymukładzie,osiąga
onrównowagęchemiczną,mimożeprzypadkowyruch
cząsteczeknieustaje.
SPrAWDzENIE
11.Jeśliodległość,którąpokonuje
WIEDzY
dyfundującacząsteczka,zwiększy
siętrzykrotnie,z1do3,oiledłużej
będzietrwaładyfuzja?
Cząsteczkilipofilneprzechodzą
przezbłonynadrodzedyfuzjiprostej
Dyfuzjaprzezbłonyjestniecobardziejskomplikowana
niżdyfuzjawukładzieotwartym.Jedyniecząsteczki
rozpuszczalnewtłuszczach(lipofilne)mogądyfun-
dowaćprzezdwuwarstwęfosfolipidową.Wodaoraz
wieleniezbędnychsubstancjiodżywczych,jonówiin-
nychcząsteczekrozpuszczalnychwwodziemającha-
rakterlipofobowy–zzasadyniesąłatworozpuszczalne
wtłuszczach.Dlategorodzajusubstancjihydrofobowy,
lipidowyrdzeńbłonykomórkowejstanowibarieręnie
doprzejścia.
Substancjelipofilnemogąprzechodzićprzezlipi-
dowyośrodekwbłonienadrodzedyfuzji.Dyfuzja
bezpośredniaprzezdwuwarstwęfosfolipidowąbłony
nazywanajestdyfuzjąprostąimanastępującewłaściwo-
ści(opróczcechdyfuzjiwymienionychwcześniej):
rOzDzIAŁ
2
1.Szybkośćdyfuzjizależyodzdolnościcząsteczkidoroz-
puszczaniasięwwarstwietłuszczowejbłonykomórko-
wej.Mówiącinaczej,prędkośćdyfuzjizależyodtego,
jakprzepuszczalnajestdanabłonadladyfundują-
cychcząsteczek.Większośćcząsteczekwroztworze
możełączyćsięzpolarnymigłowamifosfolipidów,
aletylkocząsteczkiapolarnerozpuszczalnewtłusz-
czach(lipofilne)mogąrozpuścićsięwwewnętrznym
lipidowymrdzeniubłony.Zasadniczotylkolipidy,
steroidyimałecząsteczkilipofilnemogąprzechodzić
przezbłonynazasadziedyfuzjiprostej.
Jedenważnywyjątekzwiązanyztymtwierdze-
niemdotyczywody.Woda,mimożejestcząsteczką
polarną,możepowolidyfundowaćprzezniektóre
błonyfosfolipidowe.Przezlatauważano,żepolarna
naturacząsteczekwodyuniemożliwiaimprzemiesz-
czaniesięprzezlipidowecentrumdwuwarstwy,jed-
nakeksperymentywykorzystującesztucznebłony
wykazały,żeniewielkirozmiarcząsteczekwody
umożliwiaimprześlizgiwaniesięmiędzylipidowymi
ogonamiwniektórychbłonach.
To,jakłatwowodaprzejdzieprzezbłonę,jest
uzależnioneodskładudwuwarstwyfosfolipidowej.
Błonyowysokiejzawartościcholesterolusąmniej
przepuszczalnedlawodywporównaniuztymi
oniższejzawartościcholesterolu,prawdopodobnie
dlategożerozpuszczalnewtłuszczachcząsteczki
cholesteroluwypełniająprzestrzeniepomiędzy
ogonamikwasówtłuszczowychlipidowejdwuwar-
stwy,cowykluczamiejscedlawody.Naprzykład
błonykomórkoweniektórychfragmentównerek
sązasadniczonieprzepuszczalnedlawody,domo-
mentuażkomórkiniewbudująspecjalnegokanału
białkowegowdwuwarstwęfosfolipidową.Więk-
szośćwodyprzemieszczasięprzezbłonykanałami
białkowymi.
2.Szybkośćdyfuzjiprzezbłonęjestwprostproporcjo-
nalnadopowierzchnibłony.Innymisłowy,imwięk-
szapowierzchniabłony,tymwięcejcząsteczekmoże
przezniądyfundowaćwjednostceczasu.Tomoże
wydawaćsięoczywiste,alemaważneimplikacjefi-
zjologiczne.Jednymznajbardziejuderzającychprzy-
kładów,jakzmianapowierzchniwpływanadyfuzję,
jestchorobazwanarozedmąpłuc.Gdytkankapłuc
jestzniszczona,zmniejszasiępowierzchniadostępna
dladyfuzjitlenu.Wkonsekwencjimniejtlenudo-
stajesiędoorganizmu,cowcięższychprzypadkach
natylezmniejszajegoilośćdocierającądokomórek,
żeuniemożliwiautrzymanieaktywnościmięśniipa-
cjentzostajeprzykutydołóżka.
