Στη βιολογία, η διάχυση είναι η παθητική μεταφορά διαλυμένων ουσιών από μόρια (όπως οξυγόνο, γλυκόζη και άλλα) μέσω της μεμβράνης του πλάσματος.
Σε αυτή τη διαδικασία κυτταρικής διάχυσης, μια ουσία τείνει να μετακινείται από μια πιο συμπυκνωμένη (υπερτονική) σε μια λιγότερο συμπυκνωμένη (υποτονική) περιοχή. Αυτή η όλη διαδικασία είναι παθητική, επειδή δεν υπάρχει σπατάλη ενέργειας, και ο σκοπός της είναι εξισώστε τις συγκεντρώσεις, εξαρτάται αποκλειστικά από τη βαθμίδα συγκέντρωσης.
Η διάχυση των κυττάρων είναι απαραίτητη στο ανθρώπινο σώμα για την απορρόφηση των χωνευμένων θρεπτικών ουσιών, για ανταλλαγή αέρια, την κίνηση των ορμονών, εκτός από τη συμμετοχή σε όλες σχεδόν τις αναπτυξιακές διαδικασίες εμβρυϊκό.
Για να συμβεί ολόκληρη αυτή η διαδικασία εξίσωσης της συγκέντρωσης, μπορούν να προκύψουν δύο τύποι διάχυσης:
- ο απλή διάχυση, μία στην οποία η διαλυμένη ουσία δεν χρειάζεται διαμεσολαβητές για να περάσει από τη μεμβράνη και
- ο διευκόλυνση της διάχυσης, όταν η διαλυμένη ουσία διέρχεται από τη μεμβράνη με τη βοήθεια μιας πρωτεΐνης.
Τι είναι η απλή διάχυση;
Είναι η διαδικασία κατά την οποία η διαλυμένη ουσία κινείται απευθείας κατά μήκος της μεμβράνης πλάσματος, από το πιο συμπυκνωμένο μέσο έως το λιγότερο συμπυκνωμένο, χωρίς τη βοήθεια πρωτεϊνών μεταφοράς.
Απλό παράδειγμα διάχυσης
Το πιο κοινό παράδειγμα απλής διάχυσης είναι το αναπνοή. Περιλαμβάνει τη διάχυση των αερίων (οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα) μέσα και έξω από το αίμα.
Στους πνεύμονες, το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται από το αίμα στον αέρα στις κυψελίδες και τα ερυθρά αιμοσφαίρια δεσμεύουν οξυγόνο, το οποίο διαχέεται από τον αέρα στο αίμα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
Το οξυγόνο και άλλα θρεπτικά συστατικά στο αίμα μεταφέρονται σε ιστούς όπου ανταλλάσσονται αέρια και θρεπτικά συστατικά.
Το διοξείδιο του άνθρακα και τα απόβλητα διαχέονται από τα κύτταρα του ιστού στο αίμα, ενώ το οξυγόνο, η γλυκόζη και άλλα θρεπτικά συστατικά στο αίμα διαχέονται στους ιστούς του σώματος. 
Τι διευκολύνεται η διάχυση;
Στη διευκόλυνση της διάχυσης, η διαλυμένη ουσία μετακινείται από το πιο συμπυκνωμένο μέσο στο λιγότερο συμπυκνωμένο μέσο με τη βοήθεια της διευκόλυνσης των πρωτεϊνών.
Αυτά τα ένζυμα ονομάζονται διαπέρασε (ή κανάλι ιόντων) ή μεταφορείς, εκείνα που μετασχηματίζουν το στρώμα τους ώστε να μπορούν να μεταφέρουν τη διαλυμένη ουσία στο λιγότερο συμπυκνωμένο μέσο.
Μερικά παραδείγματα φορέων ενζύμων είναι υδατάνθρακες, αμινοξέα, βιταμίνες και μερικά ιόντα όπως νάτριο και κάλιο.
Μέσω της χρήσης πρωτεϊνών διαύλου ιόντων και πρωτεϊνών μεταφοράς που ενσωματώνονται στην κυτταρική μεμβράνη, αυτές οι ουσίες μπορούν να μεταφερθούν στα κύτταρα, για παράδειγμα. Όταν η συναλλαγή είναι Μόλις ολοκληρωθεί η συναλλαγή, οι πρωτεΐνες επιστρέφουν στην αρχική τους θέση.
Παράδειγμα διευκόλυνσης της διάχυσης
Ένα από τα πιο κοινά παραδείγματα διευκόλυνσης της διάχυσης είναι η μεταφορά γλυκόζης από το εξωκυτταρικό μέσο (έξω από το κύτταρο) στο ενδοκυτταρικό μέσο (μέσα στο κύτταρο).
Καθώς η ποσότητα γλυκόζης βρίσκεται σε μεγαλύτερους αριθμούς στο αίμα, δηλαδή, έξω από τα κύτταρα, έχει διάχυση με σκοπό την εξίσωση των συγκεντρώσεων στο ενδοκυτταρικό περιβάλλον, χρησιμοποιώντας πρωτεΐνες για να γίνει αυτό μεταφορά.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ απλής διάχυσης και διευκόλυνσης διάχυσης;
Η κύρια διαφορά μεταξύ απλής και διευκολυνμένης διάχυσης είναι ο τρόπος μεταφοράς των μορίων κατά μήκος της μεμβράνης.
| ΑΠΛΗ ΜΕΤΡΗΣΗ | ΔΙΑΚΟΣΜΗΤΙΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ |
|---|---|
| Μεταφέρει διαλυμένη ουσία απευθείας μέσω της μεμβράνης φωσφολιπιδικής διπλής στιβάδας | Μεταφέρει τη διαλυμένη ουσία με τη βοήθεια ορισμένων πρωτεϊνών που διευκολύνουν |
| Εμφανίζεται με μικρά, μη πολικά σωματίδια | Εμφανίζεται με μεγάλα, πολικά σωματίδια |
Αυτή η διαφορά συμβαίνει επειδή η μεμβράνη πλάσματος σχηματίζεται από a διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίου. Έτσι, όταν μια συγκεκριμένη ουσία καταφέρνει να περάσει από αυτήν τη διπλή στρώση χωρίς τη βοήθεια ενός διαμεσολαβητή, θεωρείται λιποδιαλυτό, επίσης λέγεται υδροφόβος.
Ωστόσο, υπάρχουν πολλές ουσίες που είναι υδατοδιαλυτό, επίσης γνωστός ως υδρόφιλο ή λιπόφιλος. Σε αυτήν την περίπτωση, τα μόρια είναι υδατοδιαλυτά, δηλαδή είναι πολικά μόρια και, συνεπώς, χρειάζονται έναν μη πολικό μεταφορέα (την πρωτεΐνη) για να περάσουν μέσω της μεμβράνης.
Αυτή η διευκολυντική πρωτεΐνη έχει εσωτερική πολική δομή, η οποία επιτρέπει τη διέλευση ουσιών πολικές δομές και μια εξωτερική μη πολική δομή, η οποία επιτρέπει στη διαλυμένη ουσία να διέρχεται χωρίς μεμβράνη να διαλυθεί. Αυτό συμβαίνει με τη διευκόλυνση της διάχυσης.
Διάχυση και όσμωση
Στην όσμωση, η κατεύθυνση της ροής του νερού καθορίζεται από τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας. Σε αντίθεση με την απλή και διευκόλυνση της διάχυσης, το νερό εδώ διαχέεται από ένα υποτονικό διάλυμα (χαμηλή συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας) σε ένα υπερτονικό διάλυμα (υψηλή συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας).
Δείτε περισσότερα για την έννοια του Ωσμωση.
