O bem-estar de uma célula depende de sua capacidade de controlar a passagem de moléculas através da membrana celular. Algumas moléculas podem se difundir através da membrana celular sem qualquer assistência da célula. Outros requerem a ajuda de proteínas transmembranares para entrar ou sair da célula. Três fatores principais determinam se uma molécula se difunde através de uma membrana celular: concentração, carga e tamanho.
TL; DR (muito longo; não leu)
A membrana celular é uma barreira entre o interior da célula e o mundo exterior. A capacidade de uma molécula viajar através de uma membrana depende de sua concentração, carga e tamanho. Em geral, as moléculas se difundem através das membranas de áreas de alta concentração para baixa concentração. As membranas celulares impedem que moléculas carregadas entrem na célula, a menos que a célula mantenha um potencial elétrico. No entanto, pequenas moléculas podem ser capazes de deslizar através da membrana, independentemente de sua carga.
A membrana celular
Uma membrana celular contém duas camadas de fosfolipídios. Cada molécula fosfolipídica possui uma cabeça de fosfato hidrofílico e duas caudas lipídicas hidrofóbicas. As cabeças se alinham ao longo das superfícies interna e externa da membrana celular, enquanto as caudas preenchem o espaço do meio. Vários tipos de proteínas transmembranares fornecem difusão facilitada ou transporte ativo para moléculas que não podem se difundir passivamente através da membrana celular. O transporte ativo primário requer que a célula gaste energia para mover moléculas através da membrana celular. A difusão não requer energia da célula para fazê-lo.
Concentração e difusão
A difusão ocorre porque as moléculas gostam de se espalhar de áreas de alta concentração para áreas de menor concentração. Energia eletroquímica e cinética, tanto difusão de potência. O principal determinante para determinar se uma molécula se difunde através de uma membrana celular é a concentração da molécula em cada lado da membrana celular. Por exemplo, a concentração extracelular de oxigênio é maior que a concentração intracelular, razão pela qual o oxigênio se difunde para a célula. O dióxido de carbono se difunde por razões semelhantes.
Carga e polaridade
Um íon é um átomo ou molécula que possui uma carga total devido a um desequilíbrio entre o número de prótons e elétrons. A polaridade é uma distribuição desigual de carga através de uma molécula, com algumas regiões parcialmente positivas e negativas. Moléculas carregadas e polarizadas se dissolvem na água, enquanto moléculas não carregadas se dissolvem em lipídios. As caudas lipídicas na membrana celular impedem que moléculas polarizadas e carregadas se difundam através da membrana celular. No entanto, algumas células mantêm ativamente um potencial elétrico em ambos os lados da membrana celular que pode atrair ou repelir íons e moléculas polarizadas.
Tamanho da molécula
Algumas moléculas polarizadas são pequenas o suficiente para passar pelas caudas lipídicas. Por exemplo, a água é uma molécula polarizada, mas seu tamanho pequeno permite que ela se difunda livremente através da membrana celular. Isso também se aplica ao dióxido de carbono, subproduto do metabolismo celular. As moléculas de oxigênio não têm polaridade e também são pequenas o suficiente para se difundir facilmente na célula. As moléculas de açúcar, que contêm cinco ou mais átomos de carbono, são polares e muito grandes para se difundir através da membrana celular e devem viajar através das proteínas transmembranares.
