- Procés de difusió simple
- Exemples de difusió simple
- Intercanvi de gasos en el sistema respiratori
- Difusió de el te en l'aigua calenta
- Diferències entre la difusió simple i la difusió facilitada
- Diferències entre la difusió simple i la osmosi
- referències
La difusió simple és el procés físic mitjançant el qual les substàncies es mouen des d'una regió on estan molt concentrades cap a zones on la concentració d'aquesta substància és menor. La difusió simple és un procés espontani que no requereix energia, sinó que està promogut per un gradient de concentració.
Les substàncies que estan dissoltes es diuen soluts, aquests es mouen a través d'una solució (o d'un gas) per moviments aleatoris. El moviment aleatori es defineix com el moviment que passa per casualitat, on no hi ha un ordre o sistema regular pel qual els moviments de les partícules canviïn en una solució o gas.
difusió simple
Si les molècules són prou petites, aquesta simple difusió pot ocórrer a través de les membranes cel·lulars, entre els fosfolípids individuals que la conformen. Les membranes poden ser permeables, impermeables o semipermeables.
Una membrana permeable és aquella que deixa passar qualsevol substància, una membrana impermeable no deixa passar cap substància i una membrana semipermeable només permet el pas de certes substàncies.
Procés de difusió simple
La difusió simple es porta a terme mitjançant accions dels enllaços d'hidrogen que es formen entre les molècules d'aigua i els soluts dissolts en aquesta. Les molècules d'aigua es mouen de manera aleatòria i eventualment envolten a les molècules de soluts individuals, el que maximitza l'oportunitat de formar els enllaços d'hidrogen.
Així, si es realitzés una barreja d'una substància en aigua, inicialment la substància estaria concentrada en un sol lloc, l'inicial. En aquest moment el gradient de concentració és molt alt.
A mesura que passa el temps les molècules es mouen i xoquen entre si; aquest moviment promou la formació d'enllaços entre les partícules de solut i el solvent. No obstant això, aquests enllaços es trenquen ràpidament perquè són molt febles i aquesta és la propietat que els permet distribuir-se al llarg de l'espai fins arribar a l'equilibri.
En aquest punt, on el solut està distribuït de manera uniforme en tota la solució, s'acaba la força de el gradient de concentració.
Exemples de difusió simple
Intercanvi de gasos en el sistema respiratori
En el sistema respiratori dels animals pulmonats s'intercanvien oxigen (O2) i diòxid de carboni (CO2) constantment. Els animals absorbeixen l'oxigen i expulsen el diòxid de carboni per difusió simple.
En els pulmons la concentració de l'oxigen és més alta que a la sang, per la qual cosa hi ha un gradient de concentració entre aquestes dues regions, i això fa que es promogui la difusió de l'oxigen des dels pulmons cap a la sang.
De manera similar, a l'haver-hi més molècules de diòxid de carboni en la sang que en els pulmons, aquestes tendiran a moure des de la sang cap als pulmons.
Difusió de el te en l'aigua calenta
Quan es prepara una tassa de te inicialment només hi ha aigua calenta sense cap solut. A l'col·locar la bossa de te en l'aigua calenta aquesta comença a alliberar les partícules de el te des de la borsa -on hi ha una major concentració de te- cap a l'aigua, on la concentració de te és menor.
El moviment de les molècules està afavorit pel gradient de concentració inicial de el te. Eventualment, la difusió de el te fa que les concentracions s'igualin en tota la tassa i que la solució es torni homogènia (es veu tota de el mateix color). En aquest punt ja no hi ha gradient de concentració.
Diferències entre la difusió simple i la difusió facilitada
- En la difusió simple les partícules travessen la membrana cel·lular lliurement, sense la "ajuda" d'altres estructures. En canvi, en la difusió facilitada les molècules són transportades a través de petits canals proteics que travessen tota la membrana.
- La difusió simple és més lenta que la difusió facilitada.
- La difusió simple no és específica de l'solut, només que les partícules a transportar han de ser hidrofòbiques perquè puguin creuar la membrana cel·lular sense problema. En canvi, en la difusió facilitada es transporten soluts específics.
- La difusió simple no pot ser inhibida, mentre que la difusió facilitada pot ser inhibida per molècules específiques que s'uneixen als canals transportadors.
- La difusió simple sempre és un procés passiu, és a dir, que no requereix l'energia provinent de l'ATP. En contrast, la difusió facilitada pot ser un mecanisme actiu o passiu, depenent de si requereix o no l'energia de l'ATP.
- En la difusió simple les substàncies sempre es mouen a favor del seu gradient de concentració. Contràriament, en la difusió facilitada les substàncies traspassen la membrana en contra oa favor del seu gradient de concentració.
- La difusió simple permet el pas de molècules petites i no polars (hidrofòbiques), mentre que la difusió facilitada permet el pas de molècules grans i polars (hidrofíliques).
Diferències entre la difusió simple i la osmosi
- La difusió simple es refereix a el moviment de qualsevol substància en funció del seu gradient de concentració; en canvi, l'osmosi es refereix exclusivament a el moviment de l'aigua en funció del seu potencial hídric.
- La difusió simple ocorre en líquids sòlids i gasos. Per contra, l'osmosi només pot ocórrer en medi líquid.
- La difusió simple no requereix d'una membrana semipermeable, mentre que l'osmosi és un procés que passa a través d'una membrana semipermeable.
- La difusió simple ajuda a igualar les concentracions dels soluts dissolts en l'espai disponible. La osmosi no afavoreix la igualtat de concentració de l'aigua a banda i banda de la membrana semipermeable.
- La difusió simple pot ocórrer entre diferents tipus de l'solvents. En contrast, l'osmosi només pot ocórrer entre solvents similars i en sistemes biològics. Aquest solvent és generalment l'aigua.
- En la difusió simple les partícules de distribueixen en totes les direccions, en la osmosi el flux de molècules és bàsicament en una mateixa direcció.
- El procés de difusió simple no pot ser detingut ni revertit. En canvi, l'osmosi pot ser detinguda o revertida si s'aplica una pressió addicional a la banda de la membrana on hi ha menys aigua disponible.
referències
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). Garland Science.
- Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biology (2nd ed.) Pearson Education.
- Lodish et, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8th ed.). WH Freeman and Company.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Life: the science of biology (7th ed.). Sinauer Associates and WH Freeman.
- Solomon, I., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biology (7th ed.) Cengage Learning.
- Thibodeau, P. (2013). Anatomy and Phisiology (8 th). Mosby, Inc.
- Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Principles of Anatomy and Physiology (13th ed.). John Wiley & Sons Inc.