Diferența dintre difuzia activă și cea pasivă

Diferența principală - difuzie activă vs pasivă

Membrana celulei servește ca o barieră semi-permeabilă, controlând mișcarea moleculelor de-a lungul ei pentru a menține un mediu citosolic constant. Dualitatea fosfolipidică permite anumitor molecule să treacă liber membrana celulară prin gradientul său de concentrare și alte câteva molecule să utilizeze structuri speciale pentru a trece membrana. Aceste structuri sunt proteine transmembranare. Restul moleculelor ar trece prin membrana celulară prin utilizarea energiei celulare. Difuzia activă și pasivă sunt două metode care sunt implicate în transportul moleculelor pe membrana celulară. principala diferență între difuzia activă și pasivă este aceea pompele active de pompare de difuzie împotriva gradientului de concentrație prin utilizarea ATP energie întrucât difuzia pasivă permite moleculelor să treacă membrana printr-un gradient de concentrație. Prin urmare, difuzia pasivă nu utilizează energia celulară pentru transportul moleculelor.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este difuzia activă
- Definiție, Tipuri de molecule, Mecanism de transport
2. Ce este difuzia pasivă
- Definiție, tipuri de molecule, mecanism de transport
3. Care sunt asemănările dintre difuzia activă și cea pasivă
- Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre difuzia activă și cea pasivă
- Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: ATP, membrană celulară, gradient electrochimic, difuzie facilitat, osmoză, difuzie activă primară, difuzie secundară activă, difuzie simplă

Ce este difuzia activă

Difuzia activă se referă la mișcarea moleculelor sau a ionilor dintr-o zonă cu concentrație mai scăzută la o concentrație mai mare cu asistentul proteinelor purtătoare din membrana celulară, utilizând energia celulară. Celulele acumulează glucoză, aminoacizi și ioni prin difuzie activă. Difuzia activă primară și difuzia secundară activă sunt cele două tipuri de mecanisme active de difuzie utilizate de celule.

Difuzie activă primară

Difuziunea activă primară se referă la transportul moleculelor împotriva gradientului de concentrație prin utilizarea energiei celulare sub formă de ATP. Prin urmare, transportul activ primar utilizează molecule de proteine transportate alimentate de ATP. Transportul activ principal este cel mai evident în pompa de sodiu / potasiu (Na + / K + ATPase), care menține potențialul de repaus al celulei. Energia eliberată prin hidroliza ATP este folosită pentru a pompa trei ioni de sodiu din celulă și doi ioni de potasiu în celulă. Aici, ionii de sodiu sunt transportați de la o concentrație mai mică de 10 mM la o concentrație mai mare de 145 mM. Ionii de potasiu sunt transportați de la o concentrație de 140 mM în interiorul celulei la o concentrație de 5 mM a fluidului extracelular. Acțiunea pompei de sodiu / potasiu este prezentată în figura 1.

Figura 1: Pompă de sodiu-potasiu

Pompa protonică / potasiu (H + / K + ATPază) se găsește în mucoasa stomacului, menținând un mediu acid în interiorul stomacului. Omeprazolul este un inhibitor al pompei de protoni / potasiu, care reduce refluxul acid din interiorul stomacului. Atât fosforilarea oxidativă cât și fotofosforilarea lanțului de transport al electronilor utilizează transportul activ primar pentru a crea și o putere de reducere.

Activitatea secundară de difuzie

Distribuția activă secundară se referă la transportul moleculelor împotriva gradientului de concentrație de către energia eliberată de la un gradient electrochimic. Aici, proteinele transmembranare sunt realizate prin proteine canal (proteine care formează pori). O mișcare simultană a unei alte substanțe împotriva gradientului de concentrație este observată la transportul activ secundar. Prin urmare, proteinele de canal implicate în difuzia activă secundară pot fi identificate ca cotransporători. Cele două tipuri de cotransporți sunt antiportanți și simportanți. Acțiunea comenzarilor este prezentată în figura 2.

Figura 2: Cotransportați

Ionul special și substanța dizolvată sunt transportate în direcții opuse de către antiportanți. Sodul / schimbătorul de calciu, care permite restaurarea concentrației de ioni de calciu în cardiomiocit după potențialul de acțiune, este cel mai frecvent exemplu de antiportanți. Ionii sunt transportați prin gradientul de concentrație, în timp ce substanța dizolvată este transportată de către simportanți împotriva gradientului de concentrație. Aici, ambele molecule sunt transportate în aceeași direcție pe membrana celulară. SGLT2 este un symporter care transportă glucoza în celulă împreună cu ionii de sodiu.

Ce este difuzia pasivă

Difuzia pasivă se referă la mișcarea ionilor sau a moleculelor în membrana celulară printr-un gradient de concentrație fără a utiliza energia celulară. Prin urmare, difuzia pasivă folosește entropia naturală a moleculelor pentru a trece prin membrana celulară. Miscarea moleculelor are loc pana cand concentratia devine egala pe ambele parti. Cele patru tipuri principale de difuzie pasivă sunt osmoza, difuzie simplă, difuzie facilă și filtrare.

Difuzie simplă

Simpla mișcare a moleculelor pe o membrană permeabilă se numește difuzie simplă. Moleculele mici, nepolar, utilizează difuzia simplă. Distanța de difuzie trebuie să fie mai mică pentru a menține un debit mai bun. Difuzarea simplă este prezentată în figura 3.

Figura 3: Difuzie simplă

Facilitarea difuziei

Moleculele polar și moleculele mari trec prin membrana celulară prin difuzie facilă. Cele trei tipuri de proteine de transport implicate în difuzia facilitatã sunt proteinele canalelor, aquaporins și proteinele purtãtoare. Proteinele canalice fac tuneluri hidrofobe prin membrană, permițând moleculelor hidrofobe selectate să treacă prin membrană. Unele proteine canale sunt deschise în orice moment, iar unele sunt gated ca proteinele canalelor de ioni. Aquaporins permite ca apa să treacă rapid membrana. Proteinele transportoare își schimbă forma, transportând molecule țintă în membrană. Difuzarea facilă este prezentată în figura 4.

Figura 4: Difuzarea facilității

Filtrare

Filtrarea este mișcarea substanțelor dizolvate împreună cu apa datorită presiunii hidrostatice generate de sistemul cardiovascular. Se întâmplă în capsula lui Bowman în rinichi. Filtrarea este afișată în figura 5.

Figura 5: Filtrare

Osmoză

Osmoza este mișcarea apei pe o membrană selectivă permeabilă. Apare de la un potențial ridicat de apă până la un potențial scăzut al apei. Efectul presiunii osmotice asupra celulelor roșii este indicat în figura 6. Celulele roșii din sânge într-o soluție hipertonică pot pierde apă din celule. Soluțiile hipertonice conțin o concentrație mai mare de substanțe dizolvate decât citoplasma celulelor roșii din sânge. Soluțiile izotonice conțin o concentrație similară de substanțe dizolvate ca în citoplasmă. Deci, mișcarea netă a apei în și din celula este zero. Soluțiile hipotonice conțin concentrații solubile scăzute decât citoplasma. Celulele roșii din sânge primesc apă din soluții hipotonice.

Figura 6: Presiunea osmotică asupra celulelor roșii din sânge

Moleculele lipidice solubile trec pasiv prin bilayerul fosfolipidic. Moleculele solubile în apă trec prin membrana celulară prin intermediul proteinelor transmembranare.

Asemănări între difuzia activă și pasivă

Atât difuzia activă cât și cea pasivă sunt implicate în transportul moleculelor prin membrana celulară.
Atât difuzia activă cât și cea pasivă utilizează proteine transmembranare pentru a transporta molecule.

Diferența dintre difuzia activă și cea pasivă

Definiție

Diffusion activ: Difuzia activă este mișcarea moleculelor sau a ionilor dintr-o zonă cu o concentrație mai mică la o concentrație mai mare cu asistentul proteinelor purtătoare din membrana celulară, utilizând energia celulară.

Diffusion pasiv: Difuzia pasivă este mișcarea ionilor sau a moleculelor prin membrana celulară printr-un gradient de concentrație fără utilizarea energiei celulare.

Utilizarea energiei celulare

Diffusion activ: Difuzia activă utilizează energia celulară pentru a transporta molecule în membrana celulară.

Diffusion pasiv: Difuzia pasivă nu utilizează energia celulară.

Tip de transport

Diffusion activ: Difuzia activă primară și difuzia secundară activă sunt cele două tipuri de difuzie activă.

Diffusion pasiv: Difuzia simplă, difuzarea facilă, filtrarea și osmoza sunt cele patru tipuri de difuzie pasivă.

Transportul moleculelor

Diffusion activ: Ioni, proteine mari, zaharuri complexe precum și celule sunt transportate prin difuzie activă.

Diffusion pasiv: Molecule solubile în apă, cum ar fi mici monozaharide, lipide, hormoni sexuali, dioxid de carbon, oxigen și apă, sunt transportate prin difuzie pasivă.

Rol

Diffusion activ: Difuzia activă permite moleculelor să treacă membrana celulară, perturbând echilibrul stabilit prin difuzie.

Diffusion pasiv: Un echilibru dinamic al apei, nutrienților, gazelor și deșeurilor este menținut prin difuzia pasivă între citozol și mediul extracelular.

Importanţă

Diffusion activ: Transportul activ este necesar pentru intrarea moleculelor mari, insolubile în celulă.

Diffusion pasiv: Difuzia pasivă permite menținerea unei homeostaze delicate între citozol și fluidul extracelular.

Concluzie

Difuzia activă și difuzia pasivă sunt cele două tipuri de mecanisme de transport ale membranelor utilizate de celule. Ambele procese apar prin membrana celulară. Membrana celulară servește ca o barieră permeabilă selectiv, permițând moleculelor mici, neîncărcate să treacă prin membrana celulară în mod liber. Moleculele mari, precum și ionii încărcați, sunt trecuți prin membrana celulară prin difuzie activă. Moleculele mici, neîncărcate trec prin difuzia pasivă. Deoarece difuzia activă are loc împotriva gradientului de concentrație, acesta utilizează energia celulară sub formă de ATP sau gradient electrochimic. Dar, difuzia pasivă are loc printr-un gradient de concentrație și nu necesită energie celulară pentru transportul moleculelor. Principala diferență între difuzia activă și cea pasivă este tipul de trecere a moleculelor și utilizarea energiei celulare de către fiecare proces.

Referinţă:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Compararea și contrastul activ și pasiv de transport." ThoughtCo, Disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Blausen 0818 Sodium-PotassiumPump" Prin personalul Blausen.com (2014). "Galeria medicală de la Blausen Medical 2014" .WikiJournal of Medicine 1 (2) DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010.ISSN 2002-4436.- Muncă proprie (CC BY 3.0) prin Wikimedia Commons
2. "Cotransportatori" de către Wikimedia: Lupask - Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Wikimedia 3. "Schema de difuzie simplă în membrană celulară" en LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal -
4. "Blausen 0394 Facilitated Diffusion" Prin personalul Blausen.com (2014). "Galeria medicală de la Blausen Medical 2014" .WikiJournal of Medicine 1 (2) DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010.ISSN 2002-4436.- Muncă proprie (CC BY 3.0) prin Wikimedia Commons
5. "Diagrama de filtrare" de LadyofHats Mariana Ruiz (Domeniul Public) prin Wikimedia Wikimedia
6. "Presiunea osmotică asupra diagramei celulelor sanguine" de către LadyofHats (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons

Ştiinţă