ЈЕДНОСТАВНА ДИФУЗИЈА: ПОСТУПАК И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Једноставна дифузија је физички процес којим супстанце премештена из региона где се високо концентрисана у областима где је концентрација супстанце нижа. Једноставна дифузија је спонтани процес који не захтева енергију, али га промовише градијент концентрације.

Супстанце које се растварају називају се растворенима, крећу се кроз раствор (или гас) насумичним покретима. Насумично кретање је дефинисано као кретање које се догађа случајно, када не постоји редован редослед или систем по коме се покрети честица мењају у раствору или гасу.

Једноставна дифузија

Ако су молекули довољно мали, ова једноставна дифузија може се јавити преко ћелијских мембрана, између појединих фосфолипида који је чине. Мембране могу бити пропусне, непропусне или полупропусне.

Пропусна мембрана је она која омогућава било којој супстанци да прође кроз њу, непропусна мембрана не допушта да било која супстанца прође кроз њу, а полупропусна мембрана омогућава пролазак кроз њу само одређеним супстанцама.

Једноставан поступак дифузије

Једноставна дифузија се врши дејством водикових веза које настају између молекула воде и растворених раствора у њој. Молекули воде се крећу насумично и на крају окружују поједине молекуле раствора, максимизирајући прилику за формирање водоничних веза.

Дакле, ако би се мешавина неке супстанце направила у води, првобитно би се та супстанца концентрисала на једном месту, иницијално. Тада је градијент концентрације веома висок.

Како време пролази, молекули се крећу и сударају један са другим; овај покрет промовише стварање веза између честица раствора и растварача. Међутим, ове везе се брзо прекидају јер су веома слабе и то је својство које им омогућава да буду дистрибуиране кроз свемир док се не постигне равнотежа.

У тој тачки, где је растварач равномерно распоређен кроз раствор, сила градијента концентрације завршава.

Једноставни примери дифузије

Размена гасова у респираторном систему

У респираторном систему животиња плућа стално се размењују кисеоник (О2) и угљен диоксид (ЦО2). Животиње апсорбују кисеоник и једноставном дифузијом избацују угљен диоксид.

У плућима је концентрација кисеоника већа него у крви, тако да постоји градијент концентрације између ове две регије, што узрокује дифузију кисеоника из плућа у крв.

Слично томе, како у крви има више молекула угљен диоксида него у плућима, они ће теже прелазити из крви у плућа.

Ширење чаја у врућој води

Када се прво скуха шоља чаја, постоји само топла вода без раствора. Стављањем врећице чаја у врућу воду, он почиње да отпушта честице чаја из вреће - где је већа концентрација чаја - у воду, где је концентрација чаја нижа.

Кретању молекула погодује почетни градијент концентрације чаја. На крају, дифузија чаја доводи до изједначавања концентрација у целој шољи, а раствор постаје хомоген (све изгледа исте боје). У овом тренутку више нема градијента концентрације.

Разлике између једноставне дифузије и олакшане дифузије

- Једноставном дифузијом, честице слободно прелазе ћелијску мембрану, без "помоћи" других структура. Супротно томе, у олакшаној дифузији, молекули се превозе кроз мале протеинске канале који прелазе целу мембрану.

- Једноставна дифузија је спорија од олакшане дифузије.

- Једноставна дифузија није својствена раствору, само што честице које се превозе морају бити хидрофобне да би могле без проблема да пређу преко ћелијске мембране. Супротно томе, у олакшаној дифузији се транспортују специфични раствори.

- Једноставна дифузија се не може инхибирати, док се олакшана дифузија може инхибирати одређеним молекулама који се вежу на канале транспортера.

- Једноставна дифузија је увек пасиван процес, односно не захтева енергију из АТП-а. Супротно томе, олакшана дифузија може бити активан или пасиван механизам, зависно од тога да ли јој треба или не треба енергију АТП-а.

- Једноставном дифузијом, материје се увек крећу у корист градијента концентрације. Супротно томе, у олакшаној дифузији материје пролазе кроз мембрану против или у корист њеног градијента концентрације.

- Једноставна дифузија омогућава пролазак малих и неполарних (хидрофобних) молекула, док олакшана дифузија омогућава пролазак великих и поларних (хидрофилних) молекула.

Разлике између једноставне дифузије и осмозе

- Једноставна дифузија односи се на кретање било које материје као функције њеног градијента концентрације; с друге стране, осмоза се односи искључиво на кретање воде као функцију њеног воденог потенцијала.

- Једноставна дифузија јавља се у чврстим течностима и гасовима. Насупрот томе, осмоза се може појавити само у течном медијуму.

- За једноставну дифузију није потребна полупропусна мембрана, док је осмоза процес који се дешава кроз полупропусну мембрану.

- Једноставна дифузија помаже изједначавању концентрација растворених раствора у расположивом простору. Осмоза не фаворизује једнакост концентрације воде са обе стране полупропусне мембране.

- Може се догодити једноставна дифузија између различитих врста растварача. Насупрот томе, осмоза се може појавити само између сличних растварача и у биолошким системима. Овај растварач је обично вода.

- Једноставном дифузијом честице се дистрибуирају у свим правцима, у осмози је проток молекула у основи у истом смеру.

- Једноставни поступак дифузије не може се зауставити или преокренути. Уместо тога, осмоза се може зауставити или преокренути ако се дода додатни притисак са стране мембране где је мање воде на располагању.

Референце

1. Албертс, Б., Јохнсон, А., Левис, Ј., Морган, Д., Рафф, М., Робертс, К. и Валтер, П. (2014). Молекуларна биологија ћелије (6. изд.). Гарланд Сциенце.
2. Цампбелл, Н. & Рееце, Ј. (2005). Биологија (друго издање) Пеарсон Едуцатион.
3. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Ц., Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., Амон, А. и Мартин, К. (2016). Молекуларна ћелијска биологија (8. изд.). ВХ Фрееман анд Цомпани.
4. Пурвес, В., Садава, Д., Орианс, Г. и Хеллер, Х. (2004). Живот: наука о биологији (7. изд.). Синауер Ассоциатес и ВХ Фрееман.
5. Соломон, Е., Берг, Л. и Мартин, Д. (2004). Биологија (7. изд.) Ценгаге Леарнинг.
6. Тхибодеау, П. (2013). Анатомија и Пхисиологи (8 ^тх ). Мосби, Инц.
7. Тортора, Г. и Деррицксон, Б. (2012). Принципи анатомије и физиологије (13. изд.). Јохн Вилеи & Сонс Инц.