単純拡散と促進拡散: 違いと比較

生物学を学んだ人ならだれでも、拡散という用語に出くわしました。 拡散という用語は、濃度の高い領域から低い領域へのあらゆるもの (分子、イオン、エネルギー、原子など) の移動を指します。

このプロセスは、濃度勾配の助けを借りて行われます。 拡散の概念は生物学に限らず、化学、社会学、物理学、金融、経済学など多くの分野で受け入れられています。

ファシリテーター分子の有無に基づいて、拡散は単純拡散と促進拡散に分けられます。 

主要な取り組み

1. 単純な拡散は、分子が細胞膜を横切って高濃度の領域から低濃度の領域に移動するときに発生します。 対照的に、促進された拡散は、分子が特定の輸送タンパク質によって膜を通過するのを助けられるときに発生します。
2. 単純な拡散はエネルギーを必要としませんが、促進された拡散はエネルギーを必要とする場合があります。
3. 促進拡散は、単純な拡散では細胞膜を容易に通過できない大きな分子または極性分子を輸送します。

単純拡散 vs 促進拡散 

単純な拡散は濃度勾配によって駆動され、分子は平衡に達するまで高濃度から低濃度に移動します。 促進された拡散は、分子が膜を通過できるようにするトランスポーターまたはチャネルの使用を含み、濃度勾配を下って発生します。

単純な拡散では、溶液中の溶質は濃度勾配に沿って、または半透膜を横切って移動します。これは、水分子と溶質の間に形成される水素結合の助けを借りて行われます。

水素結合は一時的なものですが、その結果、溶液は絶えず攪拌されます。  

物質は、促進された拡散により、生体膜を通過して高濃度から低濃度に輸送されます。 濃度勾配の方向に沿って物質が移動するため、化学エネルギーを直接必要としません。

ガス輸送、イオン輸送、およびグルコースとアミノ酸の輸送は、促進された拡散を必要とする例のいくつかです。 

比較表

比較パラメータ	単純拡散	促進拡散。
解釈	これは、膜貫通タンパク質のサポートなしで分子を高濃度から低濃度に輸送するプロセスです。	これは、膜を通過して分子を高濃度から低濃度に輸送する最終担体タンパク質の助けを借りないプロセスです。
プロセス	受動的なプロセス	能動的または受動的なプロセス
速度	比較的遅い	比較的速い
ATPからのエネルギー	必要ありません	必要な場合と必要でない場合があります
溶質固有	いいえ	常に

単純拡散とは？ 

単純な拡散では、膜タンパク質の補助は必要ありません。 物質または粒子は高濃度から低濃度に移動しますが、粒子の下り坂の移動には膜タンパク質は必要ありません。

平衡を維持するには、単純な拡散が極めて重要です。  

単純拡散は受動輸送の一種で、その進行に化学エネルギー（ATP）を必要としません。 生物学的システムでは、ATP は単純な拡散を直接駆動しません。

濃度勾配と運動エネルギーが単純な拡散を促進します。  

単純拡散では、分子同士の衝突により、分子はランダムな一定運動をしています。 Pedesis は、粒子の衝突が発生したときに呼び出されます。

領域が集中すると、分子は圧縮されます。 その結果、モーションも減少します。

したがって、分子はより大きな空間に向かって、またはより大きな空間が利用できる場合に移動します。  

生物系では、細胞レベルでの単純な分子輸送がその例です。 の特徴 原形質膜、すなわちビリピッド膜は、すべての分子の出入りを防ぎます。

単純拡散では、すべての分子が自由に拡散できるわけではありません。 

促進拡散とは？ 

促進拡散では、輸送には、それぞれの濃度勾配を伴う分子の受動的な動きが含まれ、別の分子の存在によって指示されます。 結局、拡散促進分子は濃度勾配に沿って移動するため、グアノシン三リン酸 (GTP) や アデノシン 三リン酸（ATP）。

細胞膜を横切って、小さな非極性分子が容易に拡散します。 脂質には 水に溶けにくい イオンと極性分子はそうすることができませんが、細胞膜を構成する自然。

その結果、輸送タンパク質を介して、それらは膜を横切って拡散します。  

拡散の促進に関与する輸送タンパク質には、主に次の XNUMX 種類があります。  

1. 担体タンパク質は、イオン、分子、または物質群に特有のものです。 それは、膜上で形状を変えることによって分子またはイオンを運びました。
2. ゲート型チャネルタンパク質は、主にゲートを開き、分子が膜を通過できるようにします。 結合部位は、特定のイオンまたは分子に特異的なゲートチャネルにあります。
3. チャネルタンパク質 - 膜内で、小さなイオンや水分子をすばやく通す孔のように機能します。 水チャネルタンパク質は、水が非常に速い速度で膜上を拡散することを可能にします。

単純拡散と促進拡散の主な違い 

1. 単純な拡散では小さな分子しか輸送できません。 一方、大きな分子と小さな分子の両方が拡散を促進して輸送されます。  
2. 単純な拡散は、リン脂質二重層を介して、または単に溶液中で発生します。 反対に、膜貫通タンパク質促進拡散が発生します。  
3. 単純な拡散の速度は、膜透過性と溶質分子の濃度勾配に比例しますが、促進された拡散の速度は、キャリアを介した動力学に依存します。  
4. 単純拡散では、分子は勾配濃度方向にのみ通過しますが、促進拡散では、分子の移動は勾配濃度の反対方向に発生します。
5. ファシリテーター分子に関しては、単純な拡散は細胞膜を介して発生しますが、促進された拡散は特定のファシリテーター分子を介して発生します。 

参考文献

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

最終更新日 : 11 年 2023 月 XNUMX 日