Khuếch tán đơn giản vs Khuếch tán thuận lợi: Sự khác biệt và so sánh

Bất cứ ai nghiên cứu sinh học đã bắt gặp thuật ngữ khuếch tán. Thuật ngữ khuếch tán được dùng để chỉ sự chuyển động của bất cứ thứ gì (ví dụ: phân tử, ion, năng lượng, nguyên tử) từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn.

Quá trình này được thúc đẩy với sự trợ giúp của một gradient nồng độ. Khái niệm khuếch tán không chỉ giới hạn trong sinh học mà còn được chấp nhận trong nhiều lĩnh vực như hóa học, xã hội học, vật lý, tài chính và kinh tế.

Dựa trên sự vắng mặt hoặc hiện diện của các phân tử hỗ trợ, khuếch tán có thể được chia thành khuếch tán đơn giản và khuếch tán thuận lợi. 

Chìa khóa chính

1. Sự khuếch tán đơn giản xảy ra khi các phân tử di chuyển qua màng tế bào từ vùng có nồng độ cao đến vùng có nồng độ thấp. Ngược lại, sự khuếch tán thuận lợi xảy ra khi các phân tử được giúp đỡ qua màng bởi các protein vận chuyển cụ thể.
2. Khuếch tán đơn giản không cần năng lượng, trong khi khuếch tán thuận lợi đôi khi có thể cần năng lượng.
3. Khuếch tán được tạo điều kiện vận chuyển các phân tử lớn hoặc phân cực không thể dễ dàng đi qua màng tế bào bằng cách khuếch tán đơn giản.

Khuếch tán đơn giản vs Khuếch tán thuận lợi 

Sự khuếch tán đơn giản được điều khiển bởi gradient nồng độ, với các phân tử di chuyển từ cao xuống thấp cho đến khi đạt đến trạng thái cân bằng. Khuếch tán được tạo điều kiện liên quan đến việc sử dụng các chất vận chuyển hoặc các kênh để cho phép các phân tử đi qua màng và xảy ra theo gradient nồng độ.

Trong khuếch tán đơn giản, các chất hòa tan trong dung dịch di chuyển dọc theo gradient nồng độ hoặc qua màng bán thấm. Nó được thực hiện với sự trợ giúp của liên kết hydro hình thành giữa các phân tử nước và chất hòa tan.

Liên kết hydro là tạm thời, nhưng kết quả là dung dịch được khuấy liên tục.  

Chất được vận chuyển qua màng sinh học từ nồng độ cao hơn đến nồng độ thấp hơn trong quá trình khuếch tán thuận lợi. Năng lượng hóa học không cần trực tiếp do sự chuyển động của các chất dọc theo hướng của gradient nồng độ.

Vận chuyển khí, vận chuyển ion, vận chuyển glucose và axit amin là một số ví dụ kéo theo sự khuếch tán thuận lợi. 

Bảng so sánh

Tham số so sánh	khuếch tán đơn giản	khuếch tán thuận lợi
Sự giải thích	Đó là quá trình vận chuyển các phân tử từ nơi có nồng độ cao hơn đến nơi có nồng độ thấp hơn mà không cần sự hỗ trợ của các protein xuyên màng.	Đó là một quá trình không có sự trợ giúp của các protein mang cuối cùng vận chuyển các phân tử qua màng từ nơi có nồng độ cao hơn đến nơi có nồng độ thấp hơn.
Quy trình xét duyệt	quá trình thụ động	Quá trình chủ động hay thụ động
Tốc độ	Tương đối chậm	Tương đối nhanh
Năng lượng từ ATP	Không yêu cầu	Có thể hoặc không thể yêu cầu
chất tan cụ thể	Không	Luôn luôn

Khuếch tán đơn giản là gì? 

Trong khuếch tán đơn giản, không cần sự hỗ trợ của protein màng. Chất hoặc hạt di chuyển từ nơi có nồng độ cao hơn đến nơi có nồng độ thấp hơn, nhưng sự di chuyển xuống dốc của các hạt không cần protein màng.

Để duy trì trạng thái cân bằng, khuếch tán đơn giản là then chốt.  

Khuếch tán đơn giản là một trong những loại vận chuyển thụ động và để tiến hành quá trình, nó không cần năng lượng hóa học (ATP). Trong các hệ thống sinh học, ATP không trực tiếp điều khiển quá trình khuếch tán đơn giản.

Độ dốc nồng độ và động năng thúc đẩy sự khuếch tán đơn giản.  

Trong khuếch tán đơn giản, các phân tử chuyển động liên tục ngẫu nhiên do các phân tử va chạm với nhau. Pedesis được gọi khi xảy ra va chạm của các hạt.

Các phân tử được nén chặt khi khu vực được tập trung. Kết quả là, chuyển động cũng giảm.

Do đó, các phân tử di chuyển về phía không gian rộng hơn hoặc khi có sẵn một không gian lớn hơn.  

Trong các hệ thống sinh học, nó có thể được minh họa bằng sự vận chuyển phân tử đơn giản ở cấp độ tế bào. tính năng của màng sinh chất, cụ thể là màng bilipid, ngăn chặn sự ra vào của tất cả các phân tử.

Trong khuếch tán đơn giản, không phải tất cả các phân tử có thể khuếch tán tự do. 

Khuếch tán thuận lợi là gì? 

Trong khuếch tán thuận lợi, vận chuyển bao gồm chuyển động thụ động của một phân tử với gradient nồng độ tương ứng của nó và được định hướng bởi sự có mặt của một phân tử khác. Rốt cuộc, các phân tử khuếch tán thuận lợi di chuyển với gradient nồng độ của chúng, chúng không liên quan trực tiếp đến các phân tử năng lượng cao như guanosine triphosphate (GTP) hoặc adenosine triphotphat (ATP).

Qua màng tế bào, các phân tử nhỏ không phân cực khuếch tán dễ dàng. Lipit có một kỵ nước chất tạo nên màng tế bào, trong khi các ion và phân tử phân cực không làm được như vậy.

Kết quả là nhờ các protein vận chuyển, chúng khuếch tán qua màng.  

Chủ yếu có ba loại protein vận chuyển tham gia vào quá trình khuếch tán thuận lợi:  

1. Một protein vận chuyển đặc biệt cho một ion, phân tử hoặc nhóm chất. Nó mang phân tử hoặc ion bằng cách thay đổi hình dạng trên màng.
2. Protein kênh cổng chủ yếu mở một cổng để cho phép các phân tử đi qua màng. Vị trí liên kết nằm ở các kênh có cổng dành riêng cho một ion hoặc phân tử nhất định.
3. Protein kênh- Trong màng, nó hoạt động như một lỗ rỗng cho phép các ion nhỏ hoặc phân tử nước nhanh chóng di chuyển. Các protein kênh nước cho phép nước khuếch tán qua màng với tốc độ rất nhanh.

Sự khác biệt chính giữa khuếch tán đơn giản và khuếch tán thuận lợi 

1. Chỉ các phân tử nhỏ có thể được vận chuyển trong khuếch tán đơn giản. Mặt khác, cả phân tử lớn và nhỏ đều có thể được vận chuyển với sự khuếch tán thuận lợi.  
2. Sự khuếch tán đơn giản xảy ra thông qua lớp kép phospholipid hoặc đơn giản là trong dung dịch. Mặt khác, quá trình khuếch tán được tạo điều kiện bởi protein xuyên màng xảy ra.  
3. Tốc độ khuếch tán đơn giản tỷ lệ thuận với tính thấm của màng và gradient nồng độ của phân tử chất tan, trong khi tốc độ khuếch tán thuận lợi phụ thuộc vào động học qua trung gian chất mang.  
4. Các phân tử trong khuếch tán đơn giản chỉ đi theo hướng nồng độ gradient, trong khi ở khuếch tán thuận lợi, sự chuyển động của các phân tử xảy ra theo hướng ngược lại của nồng độ gradient.
5. Khi nói đến các phân tử chất hỗ trợ, sự khuếch tán đơn giản xảy ra qua màng tế bào, trong khi sự khuếch tán được tạo điều kiện xảy ra thông qua các phân tử chất hỗ trợ cụ thể. 

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 11 tháng 2023 năm XNUMX