受動輸送(エネルギーは不要):
* 単純な拡散: 分子は、濃度勾配に続いて、高濃度の領域から低濃度に移動します。これは、酸素、二酸化炭素、およびいくつかの脂質などの小さな充電されていない分子に当てはまります。
* 促進拡散: 分子は、膜タンパク質の助けを借りて膜を横切って移動します。これらのタンパク質は、チャネルまたはキャリアとして作用できます。これは、グルコースやアミノ酸などの大きな分子、またはイオンのような荷電分子に適用されます。
* 浸透: 水は、高水濃度の領域から低水濃度まで半透過性の膜を横切って移動します。これは、溶質濃度の違いによって駆動されます。
アクティブ輸送(エネルギーが必要):
* プライマリアクティブトランスポート: 細胞はエネルギー(通常はATP)を直接使用して、分子を濃度勾配に対して動かします。例には、ナトリウム - ポタスシウムポンプが含まれます。
* 二次アクティブトランスポート: エネルギーは、1つの分子の濃度勾配を作成するために使用され、その後、その勾配に対する別の分子の動きを促進します。これは多くの場合、イオンの動きに結合されます。
ここに分子タイプによる内訳があります:
* 小さな非極性分子(酸素や二酸化炭素など): 単純な拡散により膜を通過します。
* 小極分子(水のような): 単純な拡散によって膜を通過しますが、アクアポリン(水専用のタンパク質チャネル)を使用することもできます。
* 大きい極性分子(グルコースやアミノ酸など): 膜タンパク質を使用して促進された拡散を介して膜を通過します。
* イオン(ナトリウムやカリウムなど): イオンチャネルを使用して、またはナトリウムポタスシウムポンプのような活性輸送プロセスを使用して膜を通過します。
輸送に影響を与える要因:
* 分子のサイズと形状: 小さな分子が通過しやすくなります。
* 分子の極性: 非極性分子(疎水性)は、極性分子(親水性)よりも脂質二重層をより簡単に通過します。
* 濃度勾配: 勾配が急で、動きが速くなります。
* 温度: 温度が高いほど、拡散速度が上がります。
* 膜タンパク質の存在: 促進された拡散と活性輸送には、特定のタンパク質が必要です。
細胞膜の選択的透過性は、細胞の内部環境を維持するために不可欠であり、栄養素の取り込み、廃棄物の除去、および他の細胞との通信を可能にします。