Hopp til innhold

Fagartikkel

Passiv transport – diffusjon

Diffusjon er bevegelse av stoffer fra et sted med høy konsentrasjon av stoffet til et sted der konsentrasjonen av stoffet er lavere. Dette definerer passiv transport av stoffer over cellemembranen uten at det kreves bruk av energi.

LK20LK06
Rennende rød maling fra pensel ned i et glass med vann. Foto.

Diffusjon – fra høy til lav konsentrasjon

Diffusjon er spredning av stoffer i gass og væske der bevegelsen går fra et sted med høy konsentrasjon av stoffet til et sted der konsentrasjonen av stoffet er lavere. Vi sier at stoffet beveger seg med (fra høyere til lavere konsentrasjon). Dette fører til at stoffet blir jevnt fordelt i det rommet som er tilgjengelig.

Eksempel:

Se for deg en dråpe konditorfarge i et glass med vann. Hvordan fordeler fargen seg over tid?

Diffusjon drives av til partiklene (atomer, ioner og molekyler). Denne bevegelsen er tilfeldig, men påvirkes av temperatur og massen til partiklene. Små partikler beveger seg raskt ved høy temperatur og vil dermed spre seg raskere i rommet de har tilgjengelig, enn tilfellet er når partiklene er større eller temperaturen er lavere.

Små partikler vil med andre ord raskere enn store, og diffusjonen går raskere ved høy enn ved lav temperatur.

Diffusjon gjennom membraner

Når det er konsentrasjonsforskjell mellom innsiden og utsiden av en membran, vil dette føre til at stoffer passivt beveger seg gjennom membranen. Det er dette vi kaller passiv transport, og den går alltid med konsentrasjonsgradienten. Når konsentrasjonen av et stoff er lik på begge sider av membranen, vil transporten gjennom membranen være like stor i begge retninger.

Ved passiv transport gjennom membraner skiller vi mellom:

  1. transport direkte gjennom cellemembranen

  2. transport ved hjelp av proteiner

Transport direkte gjennom cellemembranen

Passiv transport av stoffer direkte gjennom cellemembranen kalles gjerne enkel diffusjon. Fettløselige stoffer og små molekyler kan diffundere rett gjennom fosfolipidlaget i cellemembranen. Små molekyler med høy fettløselighet diffunderer raskere enn større molekyler som er mindre løselige i fett.

Stoffer som kan diffundere direkte gjennom fosfolipidlaget, er:

  • gasser som oksygen (O2) og karbondioksid (CO2)

  • fettløselige hormoner (steroider) som østrogener, testosteron, tyroksin og adrenalin

  • fettløselige vitaminer (A, D, E og K)

  • vannmolekyler (H2O) (Disse er , men er så små at de i noen grad kan passere mellom fosfolipidene.)

Transport ved hjelp av proteiner som ikke krever energi

Vannløselige stoffer trenger hjelp fra proteiner for å kunne passere fosfolipidlaget i cellemembranen. Felles for disse transportproteinene er at ingen av dem trenger tilførsel av energi for å transportere ioner eller små molekyler. Passiv transport ved hjelp av membranproteiner kalles gjerne fasilitert diffusjon. I cellemembranen sitter det flere typer spesialiserte proteiner som brukes til transport.

De membranproteinene som brukes i passiv transport, er ionekanaler og bærerproteiner.

Ionekanaler

Tre ulike strukturer for transport gjennom en membran. Illustrasjon.

Det er store konsentrasjoner av kalsiumioner (K+) inne i cellen. Transport av K+ går derfor ut. Konsentrasjonen av klor- (Cl-) og naturiumioner (Na+) er høy utenfor cellen, og denne transporten går derfor inn i cellen.

Noen membranproteiner danner vannfylte kanaler tvers gjennom fosfolipidmembranen. Disse tillater oppløste ioner å strømme fritt gjennom, og kalles derfor ionekanaler. Ionekanalene kan være åpne, eller de kan åpnes og lukkes basert på ulike signaler. Signalene kan være mekaniske som trykk og støt, eller de kan være kjemiske signaler eller elektriske impulser. Dette er rask og effektiv passiv transport.

Ionekanalene er spesifikke for de ionene de transporter. For eksempel er én type kanal åpen for kaliumioner (K+), en annen type kanal for natriumioner (Na+) og en tredje for kloridioner (Cl-).

Illustrasjon av bærerproteiner.

Et molekyl fester seg til et bærerprotein i cellemembranen (1). Dette fører til at proteinet endrer form og åpner seg mot den andre siden av membranen (2). På denne måten blir molekylet transportert over membranen.

Bærerproteiner

Større vannløselige molekyler som aminosyrer, glukose og små proteiner må "bæres" over membranen. Slike molekyler binder seg til transportproteiner i membranen slik at proteinet endrer form, og dermed slipper molekylene gjennom.

I tillegg til å frakte større molekyler kan bærerproteiner også frakte små polare molekyler og ioner over membranen.

Sist oppdatert 31.05.2021
Skrevet av Kristin Bøhle, Thomas Bedin og Camilla Øvstebø

Læringsressurser

Transport gjennom cellemembranen

Hva er kjernestoff og tilleggsstoff?