Transport over cellemembraner: diffusjon og osmose

Næringsstoffer, avfallsstoffer, vann, hormoner mm. fraktes gjennom cellemembraner overalt i kroppen. Denne frakten, eller transporten kan skje på flere måter. Her kan du lese mer om dette.

Diffusjon er en spontan og tilfeldig bevegelse av partikler (atomer, ioner, molekyler) i gass eller væske ved hjelp av partiklenes egenbevegelser.

appelsin Nettobevegelsen eller transporten går fra et område med høy konsentrasjon av stoffet til et område med lavere konsentrasjon, slik at en får lik konsentrasjon av stoffet i forskjellige volumer som en sammenlikner.

Når du spiser en appelsin vil lukten etter hvert spre seg i rommet. Dette er et eksempel på diffusjon. Når du spiser en appelsin vil lukten etter hvert spre seg i rommet.
Dette er et eksempel på diffusjon.

Diffusjonsfarten reguleres av:

  • Diffusjonsflaten og forholdet overflate og volum:
  • Jo større diffusjonsflaten er, desto flere molekyler vil diffundere gjennom per tidsenhet. Er forholdet mellom overflaten og volumet stort hos en organisme, vil ofte diffusjonsfarten være stor og diffusjonsveien kort.
  • Diffusjonsveien: Det tar lengre tid for et gitt antall partikler å tilbakelegge en lang strekning enn en kort.
  • Konsentrasjonsforskjellene: Jo større forskjellene mellom konsentrasjonene er, desto flere partikler går fra området med høy konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon. Nettotransporten per tidsenhet av partiklene er stor.
  • Molekylstørrelsen (partikkelstørrelsen): Et lite gassmolekyl, f.eks. O2, diffunderer raskere enn et stort fettmolekyl.
  • Trykk og mottrykk (vesentlig i planteceller): Cellemembranen i planteceller er omgitt av en cellevegg av cellulose. Noen ganger kan safttrykket i en plantecelle bli så stort at trykket motvirker diffusjon av stoffer inn i cellen.

Osmose er transport av vann eller annen væske ved diffusjon gjennom en semipermeabel (halvt gjennomtrengelig) membran. Dette skjer som følge av at konsentrasjonen av løste stoffer på de to sidene av membranen er forskjellig. Disse løste stoffene går ikke gjennom membranen ved diffusjon.

Osmosefarten reguleres av tilsvarende faktorer som diffusjonsfarten.

Aktiv transport er energikrevende og knyttet til bestemte transportproteiner i cellemembranen. Transportproteinene strekker seg gjennom membranen og er i kontakt med både omgivelsene utenfor cellen og med cytoplasmaet.

Aktiv transport er ikke avhengig av konsentrasjonsforskjeller. Forbindelsen som skal transporteres inn i cellen, f.eks. ioner, glukose, aminosyrer og ikke-fettløselige forbindelser, binder seg til den delen som sitter på utsiden av cellemembranene, eller innsiden av cellemembranen ved transport ut av cellen. Transportproteinet reagerer med ATP. Det aktiveres og endrer form eller struktur når det binder seg til en fosfatgruppe fra ATP. Energi blir frigjort i denne reaksjonen:

ATP → ADP + P + energi

og forbindelsen kan nå transporteres gjennom membranen. De forskjellige stoffene har sine egne transportproteiner.

Aktiv transport kan foregå ved transportproteiner som:

  • uniport transportproteinet transporterer stoffet gjennom cellemembranen bare én vei.
  • symport transportproteinet transporterer to stoffer gjennom membranen. Stoffene går samme vei , f.eks. fra utsiden av cellen og inn i cytoplasmaet.
  • antiport transportproteinet transporterer to stoffer igjennom membranen. Stoffene går hver sin vei gjennom, f.eks. ett fra utsiden av cellen og inn i cytoplasmaet, og det andre motsatt vei.

Endocytose

Deler av cellemembranen kan avsnøres slik næringspartikler blir omsluttet, og det dannes næringsvakuoler inne i en celle. Når dette skjer, sier vi at cellene tar opp næring ved endocytose. Eksempler er tøffeldyr og amøber. Endocytose krever energi. Monocyttene (leukocytter) i blodet vårt tilintetgjør bakterier ved endocytose. Vi sier at de har fagocytose. Ved endocytose kan cellene til en viss grad velge ut og kontrollere hva de tar opp. Vakuolene smelter sammen med lysosomer, og de får tilført enzymer som bryter ned molekylene.

Eksocytose

Når cellene kvitter seg med ufordøyde rester, eller de skal skille ut stoffer, kan vakuolene smelte sammen med cellemembranen og innholdet tømmes ut. Dette kaller vi eksocytose, og det krever energi. Cellene kan transportere f.eks. proteiner som de produserer, ut av cellen ved eksocytose.