ماذا يسمى انتقال جزيئات الماء عبر الغشاء البلازمي

ماذا يسمى انتقال جزيئات الماء عبر الغشاء البلازمي

تعمل أغشية الخلايا كحواجز أمام معظم الجزيئات وليس كلها ، كان تطوير غشاء الخلية الذي يمكن أن يسمح لبعض المواد بالمرور مع تقييد حركة الجزيئات الأخرى خطوة رئيسية في تطور الخلية ، أغشية الخلايا عبارة عن حواجز تفاضلية (أو شبه) منفذة تفصل البيئة الخلوية الداخلية عن البيئة الخلوية الخارجية (أو الخارجية) .

وإمكانات الماء هي ميل الماء للانتقال من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل ، توجد الطاقة في شكلين: الجهد والحركة ، تتحرك جزيئات الماء وفقًا للاختلافات في الطاقة الكامنة بين مكان وجودها وأين تتجه ، الجاذبية والضغط قوتان ممكّنتان لهذه الحركة ، تعمل هذه القوى أيضًا في الدورة الهيدرولوجية (الماء) ، ومن أهم


طرق لانتقال المواد عبر الغشاء الخلوي


ما يلي:-

الانتشار

هو عملية نقل سلبية ، تميل مادة واحدة إلى الانتقال من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة تركيز منخفض حتى يتساوى التركيز عبر المساحة، أنت معتاد على انتشار المواد عبر الهواء ، على سبيل المثال، فكر في شخص يفتح زجاجة من الأمونيا في غرفة مليئة بالناس ، يكون غاز الأمونيا بأعلى تركيز له في الزجاجة ، وأدنى تركيز له عند أطراف الغرفة ، سوف ينتشر بخار الأمونيا أو ينتشر بعيدًا عن الزجاجة، تدريجيا ، سوف يشم المزيد والمزيد من الناس رائحة الأمونيا أثناء انتشارها ، تتحرك المواد داخل العصارة الخلوية للخلية عن طريق الانتشار ، وتتحرك مواد معينة عبر غشاء البلازما عن طريق الانتشار ، الانتشار لا يستهلك أي طاقة ، على العكس من ذلك، تدرجات التركيز هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة كل مادة منفصلة في وسط ، مثل السوائل خارج الخلية ، لها تدرج تركيز خاص بها مستقل عن تدرجات التركيز للمواد الأخرى ، بالإضافة إلى ذلك، ستنتشر كل مادة وفقًا لهذا التدرج ، داخل النظام ، وستكون هناك معدلات مختلفة لانتشار المواد المختلفة في الوسط .[1]

التناضح

هو انتشار الماء من خلال غشاء نصف نافذ أسفل تدرج تركيزه ، إذا كان الغشاء منفذاً للماء، وإن لم يكن مذابًا ، فإن الماء سيعادل تركيزه عن طريق الانتشار إلى جانب تركيز الماء المنخفض (وبالتالي جانب تركيز الذائبة الأعلى) ، المواد المذابة داخل المحلول تخلق ضغطًا تناضحيًا ، وهو ضغط يسحب الماء ، يحدث التناضح عندما يكون هناك خلل في المواد المذابة خارج الخلية مقابل داخل الخلية ، كلما احتوى المحلول على مادة مذابة، زاد الضغط الاسموزي لهذا المحلول يقال أن المحلول الذي يحتوي على تركيز أعلى من المواد المذابة من محلول آخر مفرط التوتر ، وتميل جزيئات الماء إلى الانتشار في محلول مفرط التوتر لأن الضغط الأسموزي الأعلى يسحب الماء ، إذا تم وضع خلية في محلول مفرط التوتر، فإن الخلايا سوف تذبل أو تتدهور عندما يترك الماء الخلية عن طريق التناضح .

في المقابل يقال أن المحلول الذي يحتوي على تركيز أقل من المواد المذابة من محلول آخر  منخفض التوتر ، تستهلك الخلايا الموجودة في محلول ناقص التوتر الكثير من الماء وتتضخم، مع خطر الانفجار في النهاية ، وهي عملية تسمى التحلل، يتمثل أحد الجوانب المهمة للتوازن في الكائنات الحية في خلق بيئة داخلية تكون فيها جميع خلايا الجسم في محلول متساوي التوتر ، وهي بيئة يكون فيها محلولان لهما نفس تركيز المواد المذابة (الضغط الاسموزي المتساوي)، عندما تكون الخلايا وبيئاتها خارج الخلية متساوية التوتر ، يكون تركيز جزيئات الماء هو نفسه خارج الخلايا وداخلها ، لذلك يتدفق الماء إلى الداخل والخارج وتحافظ الخلايا على شكلها الطبيعي (ووظيفتها)، تعمل أنظمة الأعضاء المختلفة  ، وخاصة الكلى، على الحفاظ على هذا التوازن .

ويحتوي المحلول مفرط التوتر على تركيز مذاب أعلى من محلول آخر ، يحتوي المحلول متساوي التوتر على تركيز مذاب يساوي محلول آخر، يحتوي المحلول منخفض التوتر على تركيز مذاب أقل من محلول آخر . [2]

القنوات

تمتد بروتينات القناة عبر الغشاء وتصنع أنفاقًا محبة للماء ، مما يسمح للجزيئات المستهدفة بالمرور من خلال الانتشار ، القنوات انتقائية للغاية ولن تقبل سوى نوع واحد من الجزيئات (أو عدد قليل من الجزيئات وثيقة الصلة) للنقل ، يسمح المرور عبر بروتين القناة للمركبات القطبية والمشحونة بتجنب النواة الكارهة للماء لغشاء البلازما ، والتي من شأنها أن تبطئ أو تمنع دخولها إلى الخلية .

بروتينات الناقل

تتكون فئة أخرى من بروتينات الغشاء المشاركة في النقل الميسر من البروتينات الحاملة، يمكن للبروتينات الحاملة تغيير شكلها لتحريك الجزيء المستهدف من جانب واحد من الغشاء إلى الجانب الآخر ، مثل بروتينات القناة ، عادة ما تكون البروتينات الحاملة انتقائية لواحد أو عدة مواد ، في كثير من الأحيان ، سوف يغيرون شكلهم استجابةً لارتباط الجزيء المستهدف ، مع تغيير الشكل ينقل الجزيء إلى الجانب الآخر من الغشاء .

توفر البروتينات الحاملة المشاركة في الانتشار الميسر ببساطة الجزيئات المحبة للماء بطريقة لتحريك التدرج اللوني الحالي للتركيز (بدلاً من العمل كمضخات)، تنقل البروتينات القناة ، والبروتينات الحاملة المواد بمعدلات مختلفة ، بشكل عام تنقل بروتينات القناة الجزيئات بسرعة أكبر بكثير من البروتينات الحاملة ، وذلك لأن بروتينات القناة عبارة عن أنفاق بسيطة ، على عكس البروتينات الحاملة ، لا يحتاجون إلى تغيير الشكل و “إعادة التعيين” في كل مرة يقومون فيها بتحريك الجزيء ، قد يسهل بروتين القناة النموذجي الانتشار بمعدل عشرات الملايين من الجزيئات في الثانية ، بينما قد يعمل البروتين الحامل بمعدل ألف جزيء أو نحو ذلك في الثانية . [3]

النقل النشط

أثناء


النقل النشط


الأولي ، يلزم ATP لتحريك مادة عبر الغشاء ، بمساعدة بروتين الغشاء، وضد تدرج تركيزه ، من أكثر أنواع النقل النشط شيوعًا البروتينات التي تعمل كمضخات ، ربما تستحضر كلمة “مضخة” أفكارًا لاستخدام الطاقة في رفع إطار دراجة أو كرة سلة ، وبالمثل ، فإن الطاقة من ATP مطلوبة لهذه البروتينات الغشائية لنقل المواد- الجزيئات أو الأيونات- عبر الغشاء ، مقابل تدرجات تركيزها (من منطقة ذات تركيز منخفض إلى منطقة تركيز عالٍ) .

تقوم مضخة الصوديوم والبوتاسيوم، والتي تسمى أيضًا Na + / K + ATPase، بنقل الصوديوم خارج الخلية أثناء نقل البوتاسيوم إلى الخلية ، تعد مضخة Na + / K + مضخة أيونية مهمة توجد في أغشية جميع الخلايا  إن نشاط هذه المضخات في الخلايا العصبية كبير جدًا لدرجة أنها تمثل غالبية استخدام ATP . [4]