Einfache Diffusion vs. erleichterte Diffusion: Unterschied und Vergleich

Wer Biologie studiert, ist auf den Begriff Diffusion gestoßen. Der Begriff Diffusion bezieht sich auf die Bewegung von irgendetwas (z. B. Molekülen, Ionen, Energie, Atomen) von einem Bereich höherer zu niedrigerer Konzentration.

Dieser Prozess wird mit Hilfe eines Konzentrationsgradienten angetrieben. Das Konzept der Diffusion ist nicht auf die Biologie beschränkt, sondern wird auch in vielen Bereichen wie Chemie, Soziologie, Physik, Finanzen und Wirtschaftswissenschaften akzeptiert.

Basierend auf der Abwesenheit oder Anwesenheit von Facilitator-Molekülen kann die Diffusion in einfache Diffusion und erleichterte Diffusion unterteilt werden. 

Key Take Away

1. Einfache Diffusion tritt auf, wenn sich Moleküle über die Zellmembran von einem Bereich mit hoher Konzentration zu einem Bereich mit niedriger Konzentration bewegen. Im Gegensatz dazu tritt eine erleichterte Diffusion auf, wenn Molekülen durch spezifische Transportproteine ​​durch die Membran geholfen wird.
2. Einfache Diffusion erfordert keine Energie, während erleichterte Diffusion manchmal Energie erfordern kann.
3. Die erleichterte Diffusion transportiert große oder polare Moleküle, die die Zellmembran nicht einfach durch einfache Diffusion passieren können.

Einfache Diffusion vs. erleichterte Diffusion 

Einfache Diffusion wird durch den Konzentrationsgradienten angetrieben, wobei sich Moleküle von hoch nach niedrig bewegen, bis das Gleichgewicht erreicht ist. Die erleichterte Diffusion beinhaltet die Verwendung von Transportern oder Kanälen, damit Moleküle die Membran passieren können, und tritt entlang des Konzentrationsgradienten auf.

Bei der einfachen Diffusion bewegen sich gelöste Stoffe in einer Lösung entlang eines Konzentrationsgradienten oder über eine semipermeable Membran. Dies geschieht mithilfe von Wasserstoffbrückenbindungen, die sich zwischen Wassermolekülen und gelösten Stoffen bilden.

Wasserstoffbrückenbindungen sind vorübergehend, aber als Ergebnis wird eine Lösung ständig gerührt.  

Die Substanz wird in erleichterter Diffusion über eine biologische Membran von höheren zu niedrigeren Konzentrationen transportiert. Chemische Energie wird aufgrund der Bewegung von Substanzen entlang der Richtung des Konzentrationsgradienten nicht direkt benötigt.

Gastransport, Ionentransport und Glukose- und Aminosäuretransport sind einige der Beispiele, die eine erleichterte Diffusion mit sich bringen. 

Vergleichstabelle

Parameter des Vergleichs	Einfache Diffusion	Erleichterte Diffusion
Dolmetschen	Es ist ein Prozess, der Moleküle ohne die Unterstützung von Transmembranproteinen von höheren zu niedrigeren Konzentrationen transportiert.	Es ist ein Prozess ohne die Hilfe von Trägerproteinen, der Moleküle von höheren zu niedrigeren Konzentrationen durch die Membran transportiert.
Prozess	Passiver Prozess	Der aktive oder passive Prozess
Schnelligkeit	Relativ langsam	Vergleichsweise schnell
Energie aus ATP	Benötigt nicht	Kann erforderlich sein oder nicht
Solute spezifisch	Nein	Immer

Was ist einfache Diffusion? 

Bei einfacher Diffusion ist keine Unterstützung durch Membranproteine ​​erforderlich. Die Substanz oder das Partikel bewegt sich von einer höheren Konzentration zu einer niedrigeren, aber die Abwärtsbewegung der Partikel erfordert kein Membranprotein.

Um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, ist einfache Diffusion entscheidend.  

Die einfache Diffusion ist eine der Arten des passiven Transports und erfordert für den Ablauf des Prozesses keine chemische Energie (ATP). In biologischen Systemen treibt ATP die einfache Diffusion nicht direkt an.

Konzentrationsgradient und kinetische Energie treiben einfache Diffusion an.  

Bei der einfachen Diffusion befinden sich Moleküle in zufälliger konstanter Bewegung, da Moleküle aufeinander treffen. Pedese wird aufgerufen, wenn die Kollision von Teilchen auftritt.

Die Moleküle werden verdichtet, wenn der Bereich konzentriert wird. Dadurch reduziert sich auch die Bewegung.

Somit bewegen sich Moleküle in Richtung des größeren Raums oder wenn ein größerer Raum verfügbar ist.  

In biologischen Systemen kann dies durch den einfachen molekularen Transport auf zellulärer Ebene veranschaulicht werden. Das Merkmal der Plasma Membran, nämlich die Bilipidmembran, verhindert den Austritt und Eintritt aller Moleküle.

Bei der einfachen Diffusion können nicht alle Moleküle frei diffundieren. 

Was ist erleichterte Diffusion? 

Bei der erleichterten Diffusion umfasst der Transport die passive Bewegung eines Moleküls mit seinem jeweiligen Konzentrationsgradienten und wird durch die Anwesenheit eines anderen Moleküls gesteuert. Immerhin bewegen sich die Moleküle der erleichterten Diffusion mit ihrem Konzentrationsgradienten sie nehmen nicht direkt hochenergetische Moleküle wie Guanosintriphosphat (GTP) oder involviert Adenosin Triphosphat (ATP).

Durch die Zellmembran diffundieren kleine unpolare Moleküle leicht. Lipide haben a Hydrophob Natur, die Zellmembranen bildet, während Ionen und polare Moleküle dies nicht können.

Dadurch diffundieren sie durch Transportproteine ​​durch die Membran.  

An der erleichterten Diffusion sind hauptsächlich drei Arten von Transportproteinen beteiligt:  

1. Ein Trägerprotein ist speziell für ein Ion, Molekül oder eine Gruppe von Substanzen. Es trug das Molekül oder Ion, indem es seine Form über die Membran veränderte.
2. Gated-Channel-Protein öffnet hauptsächlich ein Tor, damit Moleküle die Membran passieren können. Eine Bindungsstelle befindet sich an geschlossenen Kanälen, die für ein bestimmtes Ion oder Molekül spezifisch sind.
3. Kanalprotein – In der Membran wirkt es wie eine Pore, die kleine Ionen oder Wassermoleküle schnell durchlässt. Die Wasserkanalproteine ​​lassen Wasser sehr schnell über die Membran diffundieren.

Hauptunterschiede zwischen einfacher Diffusion und erleichterter Diffusion 

1. Bei einfacher Diffusion können nur kleine Moleküle transportiert werden. Andererseits können sowohl große als auch kleine Moleküle mit erleichterter Diffusion transportiert werden.  
2. Einfache Diffusion erfolgt durch die Phospholipid-Doppelschicht oder einfach in einer Lösung. Auf der anderen Seite tritt eine durch Transmembranproteine ​​erleichterte Diffusion auf.  
3. Die Geschwindigkeit der einfachen Diffusion ist proportional zur Membranpermeabilität und dem Konzentrationsgradienten des gelösten Moleküls, wohingegen die Geschwindigkeit der erleichterten Diffusion auf einer trägervermittelten Kinetik beruht.  
4. Die Moleküle bei der einfachen Diffusion bewegen sich ausschließlich in Richtung der Gradientenkonzentration, während bei der erleichterten Diffusion die Bewegung der Moleküle in entgegengesetzten Richtungen der Gradientenkonzentration erfolgt.
5. Bei Facilitator-Molekülen erfolgt eine einfache Diffusion durch die Zellmembran, während eine erleichterte Diffusion durch bestimmte Facilitator-Moleküle erfolgt. 

Bibliographie

1. https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.3181/00379727-212-43986
2. https://journals.physiology.org/doi/abs/10.1152/physrev.1990.70.4.1135

Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023