ما هو الإنتشار وانواعه

تعريف الانتشار

الانتشار هو ميل الجزيئات إلى الانتشار في الفضاء المتاح ، هذا الاتجاه هو نتيجة للطاقة الحرارية الجوهرية (الحرارة) الموجودة في جميع الجزيئات عند درجات حرارة أعلى من الصفر المطلق ، ويعتبر الانتشار عملية حركة الجزيئات تحت تدرج تركيز ، إنها عملية مهمة تحدث في جميع الكائنات الحية ، يساعد الانتشار في حركة المواد داخل وخارج الخلايا ، تنتقل الجزيئات من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل حتى يصبح التركيز متساويًا طوال الوقت.

أنت معتاد على انتشار المواد عبر الهواء ، على سبيل المثال ، فكر في شخص يفتح زجاجة عطر في غرفة مليئة بالناس ، العطر في أعلى تركيز له في الزجاجة وهو في أدنى مستوياته عند أطراف الغرفة. سوف ينتشر بخار العطر أو ينتشر بعيدًا عن الزجاجة ، وسيشتم المزيد والمزيد من الناس رائحة العطر مع انتشاره ، تتحرك المواد داخل العصارة الخلوية للخلية عن طريق الانتشار.

وتتحرك مواد معينة عبر غشاء البلازما عن طريق الانتشار ، الانتشار لا يستهلك أي طاقة ، وبدلاً من ذلك ، فإن التركيزات المختلفة للمواد في مناطق مختلفة هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة ، والانتشار هو تبديد تلك الطاقة الكامنة عندما تتحرك المواد أسفل تدرجات تركيزها ، من الأعلى إلى المنخفض.

هذه العملية نفسها تحدث مع الجزيئات ، بدون قوى خارجية أخرى في العمل ، ستنتقل المواد أو تنتشر من بيئة أكثر تركيزًا إلى بيئة أقل تركيزًا ، لم يتم تنفيذ أي عمل ليحدث هذا ، الانتشار هو عملية عفوية ، وهذه العملية تسمى النقل او الانتشار السلبي.[1]

النقل السلبي

الانتشار هو عملية نقل سلبية ، تميل مادة واحدة إلى الانتقال من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة تركيز منخفض حتى يتساوى التركيز عبر الفضاء ، ويعتبر النقل السلبي هو انتشار المواد عبر الغشاء ، هذه عملية عفوية ولا يتم إنفاق الطاقة الخلوية ، حيث ستنتقل الجزيئات من حيث تكون المادة أكثر تركيزًا إلى حيث تكون أقل تركيزًا.

على الرغم من أن العملية عفوية ، إلا أن معدل انتشار المواد المختلفة يتأثر بنفاذية الغشاء ، نظرًا لأن أغشية الخلايا قابلة أن تختراق بشكل انتقائي ، سيكون للجزيئات المختلفة معدلات انتشار مختلفة.

على سبيل المثال ، ينتشر

الماء

بسهولة واضحة عبر الأغشية ، وهي فائدة واضحة للخلايا لأن الماء مهم للعديد من العمليات الخلوية ، ومع ذلك ، يجب مساعدة بعض الجزيئات عبر طبقة ثنائية الفوسفوليبيد لغشاء الخلية من خلال عملية تسمى الانتشار الميسر.

انواع الإنتشار

عمليات النقل النشط والسلبي هي طريقتان تتحرك الجزيئات والمواد الأخرى داخل وخارج الخلايا وعبر الأغشية داخل الخلايا ، النقل النشط هو حركة الجزيئات أو الأيونات ضد تدرج التركيز (من منطقة ذات تركيز أقل إلى أعلى) ، وهو أمر لا يحدث عادةً ، لذا فإن الإنزيمات والطاقة مطلوبة Kاما النقل السلبي هو حركة الجزيئات أو الأيونات من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منخفض ، هناك أشكال متعددة من النقل السلبي: الانتشار البسيط ، والانتشار الميسر ، والترشيح ، والتناضح ، يحدث النقل الخامل بسبب إنتروبيا النظام ، لذلك لا يتطلب حدوث طاقة إضافية.

وفيما يأتي التوضيح بإستفاضة عن انواع الانتشار؛

انتشار بسيط

عملية تتحرك فيها المادة عبر غشاء نصف نافذ أو في محلول دون أي مساعدة من نقل

البروتين

ات ، على سبيل المثال ، تقوم البكتيريا بتوصيل العناصر الغذائية الصغيرة والماء والأكسجين إلى السيتوبلازم من خلال الانتشار البسيط.

الانتشار النشط

الانتشار النشط او الميسر نوع من النقل السلبي الذي يسمح للمواد بعبور الأغشية ، بعض الجزيئات والأيونات مثل الجلوكوز وأيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد غير قادرة على المرور عبر طبقة الفسفوليبيد ثنائية أغشية الخلايا ، من خلال استخدام بروتينات القناة الأيونية والبروتينات الحاملة المضمنة في غشاء الخلية ، يمكن نقل هذه المواد إلى الخلية ، يتضمن الانتشار الميسر استخدام بروتين لتسهيل حركة الجزيئات عبر الغشاء ، في بعض الحالات ، تمر الجزيئات عبر قنوات داخل البروتين ، في حالات أخرى ، يتغير شكل البروتين ، مما يسمح للجزيئات بالمرور.

تسمح بروتينات القناة الأيونية لأيونات معينة بالمرور عبر قناة البروتين ، وتكون إما مفتوحة أو مغلقة للتحكم في مرور المواد إلى الخلية ، ترتبط البروتينات الحاملة بجزيئات معينة ، وتغير شكلها ، ثم تودع الجزيئات عبر الغشاء ، بمجرد اكتمال المعاملة ، تعود البروتينات إلى وضعها الأصلي.

أمثلة على الانتشار

• كيس
  
  شاي
  
  مغموس في كوب من الماء الساخن سينتشر في الماء ويغير لونه.
• سوف ينتشر رذاذ العطر أو معطر الغرف في الهواء بحيث يمكننا الشعور بالرائحة.
• يذوب
  
  السكر
  
  بالتساوي ويحلى الماء دون الحاجة إلى تقليبها.
• عندما نشعل عود البخور ، ينتشر دخانه في الهواء وينتشر في جميع أنحاء الغرفة.
• عن طريق إضافة الماء المغلي إلى المعكرونة المجففة ، ينتشر الماء مما يسبب الجفاف ويجعل المعكرونة المجففة ممتلئة ومشبعة.

أسباب الانتشار

الانتشار هو عملية طبيعية وفيزيائية ، تحدث من تلقاء نفسها ، دون تحريك أو اهتزاز الحلول ، يخضع السائل والغازات للانتشار لأن الجزيئات قادرة على التحرك بشكل عشوائي. تتصادم الجزيئات مع بعضها البعض وتغير الاتجاه.

الانتشار هو عملية مهمة تشارك في عمليات الحياة المختلفة ، كما ذكر أعلاه ، هو صافي حركة الجسيمات والأيونات والجزيئات والمحلول وما إلى ذلك ، في جميع الأنواع الحية ، يلعب الانتشار دورًا مهمًا في حركة الجزيئات أثناء عملية التمثيل الغذائي في الخلايا.

والانتشار مهم للأسباب التالية ؛

• أثناء عملية التنفس ، تساعد هذه العملية في نشر غاز ثاني أكسيد الكربون من خلال غشاء الخلية إلى الدم.
• يحدث الانتشار أيضًا في الخلايا النباتية. في جميع النباتات الخضراء ، تنتشر المياه الموجودة في التربة في النباتات من خلال خلايا الشعر الجذرية.
• ترجع حركة الأيونات عبر الخلايا العصبية التي تولد
  
  شحنة
  
  كهربائية إلى الانتشار.

العوامل المؤثرة على معدل الانتشار

كل مادة منفصلة في وسط ، مثل السائل خارج الخلية ، لها تدرج تركيز خاص بها ، بغض النظر عن تدرجات تركيز المواد الأخرى ، بالإضافة إلى ذلك ، ستنتشر كل مادة وفقًا لهذا التدرج ، وهناك عدة عوامل اخرى تؤثر على معدل الانتشار:

• مدى تدرج التركيز: كلما زاد الاختلاف في التركيز ، زادت سرعة الانتشار ، كلما اقترب توزيع المادة من التوازن ، أصبح معدل الانتشار أبطأ.
• انتشار كتلة الجزيئات: تتحرك الجزيئات الأكثر ضخامة بشكل أبطأ ، لأنه يصعب عليها التنقل بين جزيئات المادة التي تتحرك خلالها ؛ لذلك ، فإنها تنتشر بشكل أبطأ.
• درجة الحرارة: تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة الطاقة وبالتالي حركة الجزيئات ، مما يزيد من معدل الانتشار.
• كثافة المذيب: مع زيادة كثافة المذيب ، ينخفض ​​معدل الانتشار. تتباطأ الجزيئات لأنها تواجه صعوبة أكبر في المرور عبر الوسط الأكثر كثافة.[2]