الفرق الرئيسي - الانتشار النشط مقابل الانتشار السلبي

يعمل غشاء الخلية كحاجز شبه منفذ ، يتحكم في حركة الجزيئات عبرها من أجل الحفاظ على بيئة عصارية خلوية ثابتة. تسمح طبقة الفسفوليبيد الثنائية لبعض الجزيئات بالمرور بحرية في غشاء الخلية من خلال تدرج تركيزها وبعض الجزيئات الأخرى لاستخدام هياكل خاصة لتمرير الغشاء. هذه الهياكل عبارة عن بروتينات عبر الغشاء. سوف تمر بقية الجزيئات بغشاء الخلية باستخدام الطاقة الخلوية. الانتشار النشط والسلبي طريقتان تشاركان في نقل الجزيئات عبر غشاء الخلية. ال الفرق الرئيسي بين الانتشار النشط والسلبي هو ذلك يضخ الانتشار النشط الجزيئات ضد تدرج التركيز باستخدام طاقة ATP بينما يسمح الانتشار السلبي للجزيئات بتمرير الغشاء من خلال تدرج تركيز. ومن ثم ، فإن الانتشار السلبي لا يستخدم الطاقة الخلوية لنقل الجزيئات.

المجالات الرئيسية التي تمت تغطيتها

1. ما هو الانتشار النشط - التعريف ، أنواع الجزيئات ، آلية النقل 2. ما هو الانتشار السلبي - التعريف ، أنواع الجزيئات ، آلية النقل 3. ما هي أوجه التشابه بين الانتشار النشط والسلبي - الخطوط العريضة للسمات المشتركة 4. ما هو الفرق بين الانتشار النشط والسلبي - مقارنة الاختلافات الرئيسية

المصطلحات الأساسية: ATP ، غشاء الخلية ، التدرج الكهروكيميائي ، الانتشار الميسر ، التناضح ، الانتشار الأولي النشط ، الانتشار الثانوي النشط ، الانتشار البسيط

ما هو الانتشار النشط

يشير الانتشار النشط إلى حركة الجزيئات أو الأيونات من منطقة ذات تركيز منخفض إلى تركيز أعلى بمساعدة البروتينات الحاملة في غشاء الخلية ، باستخدام الطاقة الخلوية. تتراكم الخلايا الجلوكوز والأحماض الأمينية والأيونات عن طريق الانتشار النشط. الانتشار النشط الأساسي والانتشار النشط الثانوي هما نوعان من آليات الانتشار النشطة التي تستخدمها الخلايا.

الانتشار النشط الأساسي

يشير الانتشار النشط الأساسي إلى نقل الجزيئات مقابل تدرج التركيز عن طريق استخدام الطاقة الخلوية في شكل ATP. لذلك ، يستخدم النقل النشط الأولي جزيئات بروتين حاملة مدعومة بـ ATP. يكون النقل الأساسي النشط أكثر وضوحًا في مضخة الصوديوم / البوتاسيوم (Na + / K + ATPase) ، والتي تحافظ على إمكانات الراحة للخلية. تُستخدم الطاقة المنبعثة من التحلل المائي لـ ATP لضخ ثلاثة أيونات صوديوم من الخلية واثنين من أيونات البوتاسيوم في الخلية. هنا ، يتم نقل أيونات الصوديوم من تركيز أقل من 10 ملي مولار إلى تركيز أعلى من 145 ملي مولار. يتم نقل أيونات البوتاسيوم من تركيز 140 ملي مولار داخل الخلية إلى تركيز 5 ملي مولار من السائل خارج الخلية. يظهر عمل مضخة الصوديوم / البوتاسيوم في الشكل 1.

الشكل 1: مضخة الصوديوم والبوتاسيوم

تم العثور على مضخة البروتون / البوتاسيوم (H + / K + ATPase) في بطانة المعدة ، مما يحافظ على البيئة الحمضية داخل المعدة. أوميبرازول هو مثبط لمضخة البروتون / البوتاسيوم ، مما يقلل من ارتداد الحمض داخل المعدة. يستخدم كل من الفسفرة المؤكسدة والفسفرة الضوئية لسلسلة نقل الإلكترون النقل النشط الأولي لإنشاء طاقة مختزلة أيضًا.

الانتشار الثانوي النشط

يشير الانتشار النشط الثانوي إلى نقل الجزيئات مقابل تدرج التركيز بواسطة الطاقة المنبعثة من التدرج الكهروكيميائي. هنا ، يتم تصنيع بروتينات الغشاء بواسطة بروتينات القناة (بروتينات تشكيل المسام). لوحظ حركة متزامنة لمادة أخرى مقابل تدرج التركيز مع النقل النشط الثانوي. وبالتالي ، يمكن التعرف على بروتينات القناة المشاركة في الانتشار النشط الثانوي على أنها ناقلات مشتركة. نوعان من cotransporters هما antiporters و symporters. يظهر عمل الناقلات في الشكل 2.

الشكل 2: الناقلون

يتم نقل أيون معين والمذاب في اتجاهين متعاكسين بواسطة مضادات الحشو. مبادل الصوديوم / الكالسيوم ، الذي يسمح باستعادة تركيز أيون الكالسيوم في خلية عضلة القلب بعد جهد الفعل ، هو المثال الأكثر شيوعًا لمضادات الحشو. يتم نقل الأيونات من خلال تدرج التركيز بينما يتم نقل المذاب مقابل تدرج التركيز بواسطة المتناولين. هنا ، يتم نقل كلا الجزيئين في نفس الاتجاه عبر غشاء الخلية. SGLT2 هو المتنازل الذي ينقل الجلوكوز إلى الخلية مع أيونات الصوديوم.

ما هو الانتشار السلبي

يشير الانتشار السلبي إلى حركة الأيونات أو الجزيئات عبر غشاء الخلية من خلال تدرج تركيز دون استخدام الطاقة الخلوية. لذلك ، يستخدم الانتشار السلبي الانتروبيا الطبيعية للجزيئات لتمرير غشاء الخلية. تحدث حركة الجزيئات حتى يصبح تركيزها متساويًا على كلا الجانبين. الأنواع الأربعة الرئيسية للانتشار السلبي هي التناضح ، والانتشار البسيط ، والانتشار الميسر ، والترشيح.

انتشار بسيط

تسمى الحركة البسيطة للجزيئات عبر غشاء منفذ بالانتشار البسيط. تستخدم الجزيئات الصغيرة غير القطبية انتشارًا بسيطًا. يجب أن تكون مسافة الانتشار أقل من أجل الحفاظ على تدفق أفضل. يظهر الانتشار البسيط في الشكل 3.

الشكل 3: انتشار بسيط

نشر الميسر

تمر الجزيئات القطبية والجزيئات الكبيرة عبر غشاء الخلية عن طريق الانتشار السهل. الأنواع الثلاثة من بروتينات النقل المشاركة في الانتشار الميسر هي بروتينات القناة ، والأكوابورينات ، والبروتينات الحاملة. تصنع بروتينات القناة أنفاقًا كارهة للماء عبر الغشاء ، مما يسمح للجزيئات المختارة الكارهة للماء بالمرور عبر الغشاء. يتم فتح بعض بروتينات القنوات في جميع الأوقات ، والبعض الآخر محاط ببروتينات القنوات الأيونية. تسمح الأكوابورينات للماء بعبور الغشاء بسرعة. تغير البروتينات الحاملة شكلها ، وتنقل الجزيئات المستهدفة عبر الغشاء. يظهر الانتشار الميسر في الشكل 4.

الشكل 4: الانتشار الميسر

الترشيح

الترشيح هو حركة المواد المذابة مع الماء بسبب الضغط الهيدروستاتيكي الناتج عن نظام القلب والأوعية الدموية. يحدث في كبسولة بومان في الكلى. يظهر الترشيح في الشكل 5.

الشكل 5: الترشيح

التنافذ

التناضح هو حركة الماء عبر غشاء قابل للنفاذ بشكل انتقائي. يحدث من إمكانات مائية عالية إلى إمكانات مائية منخفضة. يظهر تأثير الضغط الاسموزي على خلايا الدم الحمراء في الشكل 6. قد تفقد خلايا الدم الحمراء في محلول مفرط التوتر الماء من الخلايا. تحتوي المحاليل مفرطة التوتر على تركيز أعلى من المواد المذابة من السيتوبلازم في خلايا الدم الحمراء. تحتوي المحاليل متساوية التوتر على تركيز مماثل من المواد المذابة كما هو الحال في السيتوبلازم. إذن ، صافي حركة الماء داخل وخارج الخلية يساوي صفرًا. تحتوي المحاليل منخفضة التوتر على تركيزات منخفضة الذائبة من السيتوبلازم. تتلقى خلايا الدم الحمراء الماء من المحاليل منخفضة التوتر.

الشكل 6: الضغط الاسموزي على خلايا الدم الحمراء

تمر جزيئات الدهون القابلة للذوبان بشكل سلبي عبر طبقة ثنائية الفوسفوليبيد. تمر الجزيئات القابلة للذوبان في الماء عبر غشاء الخلية عن طريق بروتينات الغشاء.

أوجه التشابه بين الانتشار النشط والسلبي

الفرق بين الانتشار النشط والسلبي

تعريف

الانتشار النشط: الانتشار النشط هو حركة الجزيئات أو الأيونات من منطقة منخفضة التركيز إلى تركيز أعلى بمساعدة البروتينات الحاملة في غشاء الخلية ، باستخدام الطاقة الخلوية.

الانتشار السلبي: الانتشار السلبي هو حركة الأيونات أو الجزيئات عبر غشاء الخلية من خلال تدرج تركيز دون استخدام الطاقة الخلوية.

استخدام الطاقة الخلوية

الانتشار النشط: يستخدم الانتشار النشط الطاقة الخلوية لنقل الجزيئات عبر غشاء الخلية.

الانتشار السلبي: الانتشار السلبي لا يستخدم الطاقة الخلوية.

نوع المواصلات

الانتشار النشط: الانتشار النشط الأساسي والانتشار النشط الثانوي هما نوعان من الانتشار النشط.

الانتشار السلبي: الانتشار البسيط والانتشار الميسر والترشيح والتناضح هي الأنواع الأربعة للانتشار السلبي.

نقل الجزيئات

الانتشار النشط: يتم نقل الأيونات والبروتينات الكبيرة والسكريات المعقدة وكذلك الخلايا عن طريق الانتشار النشط.

الانتشار السلبي: يتم نقل الجزيئات القابلة للذوبان في الماء مثل السكريات الأحادية الصغيرة ، والدهون ، والهرمونات الجنسية ، وثاني أكسيد الكربون ، والأكسجين ، والماء عن طريق الانتشار السلبي.

دور

الانتشار النشط: يسمح الانتشار النشط للجزيئات بتمرير غشاء الخلية ، مما يؤدي إلى تعطيل التوازن الذي أنشأه الانتشار.

الانتشار السلبي: يتم الحفاظ على التوازن الديناميكي للمياه والمغذيات والغازات والنفايات من خلال الانتشار السلبي بين العصارة الخلوية والبيئة خارج الخلية.

أهمية

الانتشار النشط: النقل النشط مطلوب لدخول الجزيئات الكبيرة غير القابلة للذوبان في الخلية.

الانتشار السلبي: يسمح الانتشار السلبي بالحفاظ على التوازن الدقيق بين العصارة الخلوية والسائل خارج الخلية.

استنتاج

الانتشار النشط والانتشار السلبي هما نوعان من آليات نقل الغشاء التي تستخدمها الخلايا. تحدث كلتا العمليتين من خلال غشاء الخلية. يعمل غشاء الخلية كحاجز قابل للاختراق بشكل انتقائي ، حيث يسمح فقط للجزيئات الصغيرة غير المشحونة بالمرور عبر غشاء الخلية بحرية. يتم تمرير الجزيئات الكبيرة ، وكذلك الأيونات المشحونة ، عبر غشاء الخلية من خلال الانتشار النشط. تمر الجزيئات الصغيرة غير المشحونة عبر الانتشار السلبي. نظرًا لأن الانتشار النشط يحدث ضد تدرج التركيز ، فإنه يستخدم الطاقة الخلوية في شكل ATP أو التدرج الكهروكيميائي. لكن الانتشار السلبي يحدث من خلال تدرج تركيز ولا يتطلب طاقة خلوية لنقل الجزيئات. الفرق الرئيسي بين الانتشار النشط والسلبي هو نوع الجزيئات التي تمر واستخدام الطاقة الخلوية في كل عملية.

المرجعي:

1. هيلمنستين ، آن ماري. "قارن وقارن بين النقل النشط والسلبي." ThoughtCo ، متاح هنا.

الصورة مجاملة:

1. "Blausen 0818 Sodium-PotassiumPump" بقلم فريق Blausen.com (2014). "معرض الصور الطبية من Blausen Medical 2014". مجلة ويكي الطبية 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. - العمل الخاص (CC BY 3.0) عبر Commons Wikimedia2. "Cotransporters" بواسطة مستخدم Wikimedia: Lupask - Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0) عبر Commons Wikimedia 3. "مخطط الانتشار البسيط في غشاء الخلية-en" بقلم LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal - العمل الخاص (المجال العام) عبر Commons Wikimedia4. "Blausen 0394 Facilitated Diffusion" بقلم فريق Blausen.com (2014). "معرض الصور الطبية من Blausen Medical 2014". مجلة ويكي الطبية 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. - العمل الخاص (CC BY 3.0) عبر Commons Wikimedia5. "مخطط الترشيح" بقلم LadyofHats ماريانا رويز (المجال العام) عبر ويكيميديا ​​كومنز. "الضغط الاسموزي على مخطط خلايا الدم" بقلم LadyofHats (المجال العام) عبر ويكيميديا ​​كومنز