La diffusione facilitata

la diffusione Facilitata definizione

Sommario

La diffusione facilitata è il trasporto di sostanze attraverso una membrana biologica da una zona di maggiore concentrazione ad una zona di bassa concentrazione, con l’aiuto di una molecola di trasporto. Poiché le sostanze si muovono lungo la direzione del loro gradiente di concentrazione, l’energia chimica non è direttamente richiesta., Esempi di processi biologici che comportano una diffusione facilitata sono il trasporto di glucosio e aminoacidi, il trasporto di gas e il trasporto di ioni. La diffusione facilitata è importante perché regola ciò che entra e ciò che esce dalla cellula. La membrana plasmatica è la struttura cellulare responsabile dei movimenti selettivi delle sostanze.,

Definizione di diffusione facilitata

La definizione di diffusione facilitata in biologia è il movimento passivo di sostanze, come molecole biologiche o ioni, attraverso una membrana plasmatica per mezzo di una proteina di trasporto situata nella membrana plasmatica. Poiché il movimento delle sostanze è da concentrazioni maggiori a minori, l’energia chimica non è né utilizzata né richiesta.,

Etimologia

Il termine agevolato deriva dal latino facilis, che a sua volta è venuto da facio, che significa “fare” o “fare” e”ilis”. Il termine diffusione deriva dal latino diffusionem, diffusio, che significa “un versamento”. Sinonimi: trasporto facilitato; trasporto mediato passivo.,

Caratteristiche

La diffusione facilitata è uno dei tanti tipi di trasporto passivo. Ciò significa che è un tipo di trasporto cellulare in cui le sostanze si muovono lungo il loro gradiente di concentrazione. La differenza di concentrazioni tra le aree crea un gradiente che incita le sostanze a muoversi intrinsecamente per essere distribuite tra le due aree per raggiungere l’equilibrio. Poiché il movimento è in discesa (cioè da concentrazioni più alte a più basse), l’energia chimica non è direttamente richiesta., Ciò che spinge la diffusione facilitata, proprio come gli altri tipi di trasporto passivo, è l’energia cinetica. Tuttavia, ciò che caratterizza la diffusione facilitata dagli altri tipi di trasporto passivo è la necessità di assistenza da una proteina di trasporto depositata nella membrana plasmatica.

la diffusione Facilitata vs, trasporto attivo

Sia la diffusione facilitata che il trasporto attivo necessitano di un gradiente di concentrazione. Entrambi sono in grado di trasportare ioni, zuccheri e sali. Sono anche simili nel modo in cui usano le proteine di membrana come veicoli di trasporto. Le permeasi sono un esempio di proteine di membrana utilizzate nella diffusione facilitata, mentre le pompe proteiche di membrana (ad esempio le pompe sodio-potassio) sono quelle utilizzate nel trasporto attivo. Tuttavia, differiscono nella direzione del trasporto., In un trasporto attivo, le sostanze vengono trasportate da un’area di bassa concentrazione a un’area di alta concentrazione. Questo movimento in salita di sostanze nel trasporto attivo richiede e consuma energia chimica sotto forma di ATP. Al contrario, la diffusione facilitata non richiede né spende ATP. Piuttosto, l’entropia cinetica o naturale delle molecole guida il processo.

Diffusione facilitata vs diffusione semplice

Sia la diffusione facilitata che la diffusione semplice sono tipi di trasporto passivo. Spostano le sostanze da un’area di alta concentrazione a un’area di bassa concentrazione., Tuttavia, il primo è diverso dal secondo nel modo in cui le molecole vengono trasportate attraverso la membrana. La diffusione facilitata richiede proteine di membrana per trasportare molecole biologiche. La diffusione semplice è quella che si verifica senza assistenza dalle proteine di membrana. Poiché le proteine di membrana sono necessarie per il trasporto nella diffusione facilitata, l’effetto della temperatura è spesso più pronunciato rispetto alla semplice diffusione. La velocità del processo tende anche ad essere influenzata dai limiti di saturazione.(1) Inoltre, si basa sulla capacità di legame della proteina di membrana coinvolta., Nella diffusione semplice, il tasso è più semplice. Per ulteriori differenze e somiglianze tra diffusione facilitata e diffusione semplice, fare riferimento alla tabella seguente.,id=”9dd22f91e9″>diffusione Facilitata

diffusione Semplice Un tipo di trasporto passivo Un tipo di trasporto passivo Sostanze sposta da un’area o regione a più alta concentrazione ad una zona o regione della bassa concentrazione Sostanze sposta da un’area o regione a più alta concentrazione ad una zona o regione della bassa concentrazione non direttamente richiedono energia chimica, e.,g. L’ATP e GTP non direttamente richiedono energia chimica, ad esempio l’ATP e GTP proteine di Trasporto richiesto proteine di Trasporto non è richiesto Tasso è generalmente più veloce, ma influenzata da fattori quali la temperatura e l’tipi di proteine di membrana coinvolte e, quindi, può essere influenzato da una membrana inibitori della proteina., Tasso è generalmente più lenta ma più semplice di quanto non si basa sulla capacità di legame delle proteine di membrana con sostanze per il trasporto molecole Polari
(ad es. glucosio e aminoacidi), i più grandi ioni (ad esempio ioni sodio e ioni cloruro), e grandi molecole apolari (es. retinolo) impiegare la diffusione facilitata attraverso la membrana proteine attraverso la membrana plasmatica Piccole molecole apolari (es., oxygen, carbon dioxide) diffusing easily across the plasma membrane

Transport mechanisms

A schematic diagram of facilitated diffusion. Membrane proteins such as carriers and channels facilitate the movement of molecules across the plasma membrane.,

La natura a doppio strato lipidico della membrana plasmatica impedisce il passaggio di qualsiasi molecola. Rappresenta la regione idrofobica della membrana e quindi impedisce il passaggio di molecole polari (idrofile). Piccole molecole non polari (idrofobiche) possono diffondersi con relativa facilità nella direzione del loro gradiente di concentrazione. Al contrario, le grandi molecole non polari non sarebbero in grado di farlo facilmente. Impiegano determinati componenti della proteina della membrana quali i canali della membrana ed i trasportatori da attraversare., I tipi di diffusione facilitata possono essere basati sulle proteine di membrana coinvolte. Ad esempio, la diffusione facilitata dalle proteine del canale (ad esempio i canali transmembrana) è quella che utilizza proteine di membrana che agiscono come un poro nel doppio strato lipidico. Questi canali formano da complessi proteici che si estendono attraverso la membrana plasmatica, collegando la matrice extracellulare al citosol, o attraverso alcune membrane biologiche che collegano il citosol all’organello (ad esempio nucleo, mitocondrio, cloroplasto, reticolo endoplasmatico, ecc.)., Gli ioni caricati, ad esempio, utilizzano canali transmembrana in quanto possono essere trasportati solo attraverso le membrane da proteine che formano canali. Le aquaporine, sebbene siano anche proteine di membrana integrali e fungano da pori sulle membrane biologiche, sono coinvolte nel trasporto di molecole d’acqua piuttosto che di soluti. La diffusione facilitata dalle proteine del trasportatore è quella che utilizza i trasportatori incastonati in una membrana biologica. Hanno un’alta affinità per molecole specifiche su un lato della membrana, come l’esterno della cellula., Legandosi con la molecola, subiscono un cambiamento conformazionale per facilitare il passaggio della molecola verso l’altro lato, come l’interno della cellula.. Le molecole più grandi vengono trasportate da proteine portatrici (ad esempio le permeas) che cambiano la loro conformazione man mano che le molecole vengono trasportate. Le proteine carrier, tuttavia, sono coinvolte non solo nei movimenti passivi; sono anche impiegate nel trasferimento attivo di molecole.,

Examples

Glucose and amino acid transport

Glucose transport is a facilitated diffusion example. Since glucose is a large polar molecule, it cannot pass through the lipid bilayer of the membrane. Thus, it needs carriers called glucose transporters to pass through., Le cellule epiteliali dell’intestino tenue, ad esempio, assorbono le molecole di glucosio tramite trasporto attivo subito dopo la digestione dei carboidrati alimentari. Queste molecole saranno poi rilasciate nel flusso sanguigno tramite diffusione facilitata. Il resto del corpo prende in glucosio per mezzo di diffusione facilitata pure. I trasportatori di glucosio assorbono il glucosio dal flusso sanguigno nella cellula. Allo stesso modo, gli amminoacidi vengono trasportati dal flusso sanguigno nella cellula per diffusione facilitata attraverso le permeases degli amminoacidi.,

Trasporto del gas

L’emoglobina è la proteina portante nei globuli rossi mentre la mioglobina è il vettore nelle cellule muscolari scheletriche rosse. Entrambe queste proteine di membrana hanno un’affinità per l’ossigeno. L’ossigeno si diffonde come risultato di una maggiore pressione di saturazione su un lato della membrana e di una minore pressione sull’altro lato. Meccanismo simile si verifica con monossido di carbonio e anidride carbonica.(2) Negli esseri umani adulti, i globuli rossi mancano di un nucleo e di altri organelli per massimizzare lo spazio per l’emoglobina che può legarsi con ossigeno o anidride carbonica.,

il trasporto di Ioni

Ioni, anche se di piccole molecole, non può diffondere attraverso il doppio strato lipidico delle membrane biologiche a causa della carica che portano. Pertanto, vengono trasportati nel loro gradiente di concentrazione per diffusione facilitata. Gli ioni di potassio, gli ioni di sodio e gli ioni di calcio hanno bisogno di proteine di membrana che possono fornire un passaggio., Queste proteine sono indicate come canali ionici (o proteine del canale gated). Questi canali possono consentire il passaggio di ioni verso il basso il loro gradiente di concentrazione ad una velocità molto veloce, spesso circa 106 ioni al secondo o più, senza utilizzare energia chimica.

Importanza

L’ineguale distribuzione delle sostanze tra il fluido intracellulare e il fluido extracellulare guida il trasporto cellulare, inclusa la diffusione facilitata. Il movimento tra queste due regioni è un tentativo di stabilire un equilibrio., Negli organismi viventi, questa forma di trasporto è essenziale per regolare ciò che entra e ciò che esce dalla cellula. La membrana plasmatica che circonda la cellula è responsabile di questa cruciale funzione biologica. La diffusione facilitata nei sistemi di biologia è, quindi, cruciale a mantenere i livelli ottimali omeostatici delle molecole e degli ioni dentro la cellula.,