Cellulaire activiteit is de basis van al het leven. Zelfs de grootste en meest complexe organismen op aarde vertrouwen op de biologische processen die worden uitgevoerd door biljoenen microscopisch kleine cellen. Individuele cellen vervullen hun biologische functies door verschillende materialen naar en van hun multicellulaire gastheren te transporteren. Sommige stoffen die niet gemakkelijk door het celmembraan kunnen gaan, gebruiken een fascinerende transportmethode die gefaciliteerde diffusie wordt genoemd.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Sommige grote, polaire, elektrisch geladen of lipide-onoplosbare moleculen hebben hulp nodig om door het plasmamembraan te diffunderen. Gefaciliteerde diffusie met behulp van drager-eiwitten of ionkanalen maakt het mogelijk dat deze belangrijke moleculen (zoals glucose) het membraan passeren.

De huid van een cel

Een dunne laag genaamd plasmamembraan omsluit cellen en onderhoudt de integriteit van de cel door het bevatten van cellulaire vloeistof, of cytoplasma, en gespecialiseerde structuren genaamd organellen. Het plasmamembraan reguleert ook de stoffen die het inwendige van de cel binnenkomen of verlaten. Cellen hebben verschillende methoden voor het verplaatsen van moleculen door het celmembraan en deze methoden vallen uiteen in twee algemene categorieën: passief transport en actief transport. Een cel moet energie gebruiken om actief transport tot stand te brengen terwijl passief transport geen cellulaire energie vereist. Gefaciliteerde diffusie is een voorbeeld van passief transport.

Moleculen stromen van hoog naar laag

Diffusie is het proces waarbij moleculen van nature stromen van gebieden met hoge concentratie naar gebieden met een lage concentratie. Sommige moleculen kunnen echter niet vrij een cel binnengaan of verlaten onder invloed van een concentratiegradiënt omdat ze niet compatibel zijn met het plasmamembraan van de cel, dat minder doorlaatbaar is voor moleculen die groot, polair, elektrisch geladen of in lipiden onoplosbaar zijn. Met gefaciliteerde diffusie kan de cel "helpen" sommige van deze moleculen door het plasmamembraan gaan door ze te binden aan speciale dragereiwitten of door kanalen tussen de cel en de omringende omgeving te openen.

Glucose Facilitatie

Glucose is een suikermolecuul dat voor veel cellen de fundamentele energiebron is. Buiten de cel, de bloedbaan levert voortdurend glucose terwijl in de cel, cellulair metabolisme continu glucose verbruikt. Als een resultaat blijft de glucoseconcentratie buiten de cel hoger dan de concentratie in de cel, maar het glucosemolecuul is te groot om zonder hulp door het plasmamembraan te passeren. De cel verschaft dus glucosespecifieke dragereiwitten die binden aan glucosemoleculen en hen in staat stellen om de cel binnen te gaan.

Ion-kanalen

Gemakkelijke diffusie via dragereiwitten is gebruikelijk voor een verscheidenheid aan grotere moleculen die niet gemakkelijk door het plasmamembraan kan gaan. Voorbeelden zijn fructose en galactose, monosachariden zoals glucose; aminozuren, de bouwstenen van eiwitten; en nucleosiden, die nodig zijn voor DNA- en RNA-synthese. Een ander type gefaciliteerde diffusie omvat kanaaleiwitten, die niet binden aan moleculen maar eerder een kanaal openen dat zorgt voor het snelle transport van kleinere moleculen en ionen, zoals natrium, kalium, calcium en chloor.