選択的透過性とは、膜が一部の分子またはイオンの通過を許可し、他の分子またはイオンの通過を阻害することを意味します。この方法で分子輸送をフィルタリングする能力は、選択透過性と呼ばれます。
選択透過性と半透過性
半透膜と選択的透過膜の両方が物質の輸送を調節し、一部の粒子は通過し、他の粒子は通過できないようにします。一部のテキストでは、「選択的浸透性」と「半浸透性」を同じ意味で使用していますが、まったく同じ意味ではありません。半透膜は、サイズ、溶解度、電荷、またはその他の化学的または物理的特性に応じて、粒子が通過するか通過しないかを許可するフィルターのようなものです。浸透と拡散の受動輸送プロセスにより、半透膜を通過する輸送が可能になります。選択的透過膜は、特定の基準 (分子構造など) に基づいて、通過させる分子を選択します。この促進または能動輸送にはエネルギーが必要な場合があります。
半透性は、天然素材と合成素材の両方に適用できます。膜に加えて、繊維も半透性である場合があります。選択透過性は一般にポリマーを指しますが、他の材料は半透過性と見なされる場合があります。たとえば、窓のスクリーンは、空気の流れを許可するが昆虫の通過を制限する半透性のバリアです。
選択透過膜の例
細胞膜の脂質二重層は、半透過性と選択透過性の両方を備えた膜の優れた例です。
二重層中のリン脂質は、各分子の親水性リン酸塩頭部が表面にあり、細胞の内外の水性または水分環境にさらされるように配置されています。疎水性脂肪酸の尾部は、膜の内側に隠されています。リン脂質の配置により、二重層は半透過性になります。電荷を持たない小さな溶質の通過を可能にします。小さな脂溶性分子は、ホルモンや脂溶性ビタミンなどの層の親水性コアを通過できます。水は浸透によって半透膜を通過します。酸素と二酸化炭素の分子は、拡散によって膜を通過します。
ただし、極性分子は脂質二重層を簡単に通過できません。それらは疎水性表面に達することができますが、脂質層を通過して膜の反対側に到達することはできません.小さなイオンは、電荷のために同様の問題に直面します。ここで選択透過性が重要になります。膜貫通タンパク質は、ナトリウム、カルシウム、カリウム、および塩化物イオンの通過を可能にするチャネルを形成します。極性分子は表面タンパク質に結合し、表面の構成に変化を引き起こし、それらを通過させることができます。輸送タンパク質は、エネルギーを必要としない促進拡散によって分子とイオンを移動させます。
通常、大きな分子は脂質二重層を通過しません。特別な例外があります。場合によっては、内在性膜タンパク質が通過します。それ以外の場合は、アクティブ トランスポートが必要です。ここで、エネルギーは小胞輸送のためにアデノシン三リン酸（ATP）の形で供給されます。脂質二重層小胞が大きな粒子の周りに形成され、原形質膜と融合して、分子が細胞に出入りできるようにします。エキソサイトーシスでは、小胞の内容物が細胞膜の外側に開きます。エンドサイトーシスでは、大きな粒子が細胞に取り込まれます。
細胞膜に加えて、選択的透過膜の別の例は卵の内膜です。
