Plasmamembranen zijn de barrières die cellen van hun omgeving scheiden. Zie ze als de muren en poorten rond enorme fabrieken, die strak regelen wat er binnenkomt en wat eruit gaat. Vanwege de chemie en vloeibaarheid van fosfolipide dubbellagen, kunnen bepaalde soorten moleculen vrij passeren, terwijl andere soorten geen kans hebben zonder hulp van de cel. De voormalige typen moleculen gebruiken een mengsel van grootte, chemie en de diffusiekrachten om zich te wurmen door wat een ondoordringbare barrière lijkt.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Moleculen diffunderen over plasmamembranen van hoge concentratie naar lage concentratie. Hoewel het polair is, kan een molecuul water door membranen glippen op basis van zijn kleine omvang. Vetoplosbare vitaminen en alcoholen kruisen ook gemakkelijk plasmamembranen.

Diffusie en concentratie

Diffusie is de neiging van moleculen om van een gebied met hoge concentraties naar een gebied met lage concentratie te gaan. Deze neiging ontstaat omdat moleculen willekeurig door een ruimte bewegen. Het concept van 'uitspreiden' kan worden gezien door voedselkleuring in een bak met water te laten vallen. Uiteindelijk zullen de kleurstofdeeltjes gelijkmatig door de vloeistof verspreiden in plaats van op dezelfde plek blijven. Vanwege de verschillen tussen het inwendige van de cel en de vloeistof buiten, zal diffusie van nature in beide richtingen plaatsvinden. Het enige dat in de weg staat, is het plasmamembraan. Bepaalde soorten moleculen kunnen echter direct door het membraan gaan - dit is eenvoudige diffusie, en het gebeurt zonder enige input van de cel.

Gasuitwisseling

Gasmoleculen zoals diatomische zuurstof en kooldioxide zijn zo klein dat ze door de lege ruimtes in het membraan kunnen. Ze zijn ook niet-polair, wat betekent dat de lading van elektronen gelijkmatig door de verbinding wordt verdeeld. Als gevolg hiervan zal het niet-polaire binnenste van het membraan hen niet afstoten. Gasuitwisseling over het membraan werkt perfect voor menselijke cellen - opgeloste zuurstof die nodig is voor aerobe ademhaling is meer geconcentreerd buiten de cel, terwijl kooldioxide, een bijproduct van hetzelfde proces, meer geconcentreerd is in de cel. Dientengevolge diffundeert zuurstof van nature in de cel terwijl koolstofdioxide naar buiten diffundeert.

Polar Watermoleculen

Hoewel water een zeer polair molecuul is met een ongelijke verdeling van elektronenlading, is het klein genoeg om direct door het membraan te gaan. Omdat water door celbarrières kan komen, moet het menselijk lichaam zorgvuldig de elektrolytconcentratie van extracellulaire vloeistoffen in evenwicht houden. Als de vloeistof te verdund raakt, stroomt er water in de cellen, waardoor ze kunnen opzwellen en barsten. Aan de andere kant, als de zoutconcentratie buiten de cel te hoog is, zal er water uit de cel stromen, wat leidt tot mogelijk instorten.

Andere moleculen

Zoals hun naam doet vermoeden, vet oplosbare vitaminen - vitamine A, D, E en K - kunnen direct door het hydrofobe (vet) membraan gaan. Hoewel ze enigszins polair zijn, kunnen alcoholen zoals ethanol eenvoudig worden gediffundeerd op dezelfde manier als water.