Eine vereinfachte Möglichkeit, dieses Konzept zu verstehen, besteht darin, sich einen überfüllten U-Bahn-Zug in New York City vorzustellen. Zur Hauptverkehrszeit möchten die meisten so schnell wie möglich zur Arbeit oder nach Hause, damit viele Leute in den Zug packen. Einige Menschen stehen möglicherweise nicht mehr als einen Atemzug voneinander entfernt. Wenn der Zug an Bahnhöfen hält, steigen die Fahrgäste aus. Die Passagiere, die gegeneinander gedrängt worden waren, breiten sich aus. Einige finden Sitzplätze, andere entfernen sich weiter von der Person, neben der sie gerade gestanden haben.
Der gleiche Prozess passiert mit Molekülen. Ohne andere äußere Kräfte bei der Arbeit bewegen sich Substanzen oder diffundieren von einer konzentrierten Umgebung in eine weniger konzentrierte Umgebung. Hierfür werden keine Arbeiten durchgeführt. Die Diffusion ist ein spontaner Prozess. Dieser Vorgang wird als passiver Transport bezeichnet.
Obwohl der Prozess spontan ist, wird die Diffusionsrate verschiedener Substanzen durch die Membranpermeabilität beeinflusst. Schon seit
Zellmembranen sind teilweise durchlässig (nur einige Substanzen können passieren), verschiedene Moleküle haben unterschiedliche Diffusionsraten.Zum Beispiel diffundiert Wasser frei über Membranen, ein offensichtlicher Vorteil für Zellen da Wasser für viele zelluläre Prozesse entscheidend ist. Einige Moleküle müssen jedoch über die Phospholipid Doppelschicht der Zellmembran durch einen Prozess, der als erleichterte Diffusion bezeichnet wird.
Die erleichterte Diffusion ist eine Art passiven Transports, bei dem Substanzen mithilfe spezieller Hilfsmittel Membranen durchqueren können Transportproteine. Einige Moleküle und Ionen wie Glucose, Natriumionen und Chloridionen können nicht durch die Phospholipid Doppelschicht von Zellmembranen. Durch die Verwendung von Ionenkanal Proteine und Trägerproteine, die in die Zellmembran eingebettet sind, können diese Substanzen in die transportiert werden Zelle.
Ionenkanalproteine lassen bestimmte Ionen durch den Proteinkanal passieren. Die Ionenkanäle werden von der Zelle reguliert und sind entweder offen oder geschlossen, um den Durchgang von Substanzen in die Zelle zu steuern. Trägerproteine binden an bestimmte Moleküle, ändern ihre Form und lagern die Moleküle dann auf der Membran ab. Sobald die Transaktion abgeschlossen ist, kehren die Proteine an ihre ursprüngliche Position zurück.
Osmose ist ein Sonderfall des passiven Transports. Bei der Osmose diffundiert Wasser von einer hypotonischen Lösung (niedrige Konzentration gelöster Stoffe) zu a hypertonisch (hohe Konzentration an gelöstem Stoff) Lösung. Im Allgemeinen wird die Richtung des Wasserflusses durch die Konzentration des gelösten Stoffes und nicht durch die Art der gelösten Moleküle selbst bestimmt.
Schauen Sie sich zum Beispiel an Blutzellen die in Salzwasserlösungen unterschiedlicher Konzentration (hypertonisch, isotonisch und hypotonisch) gegeben werden.