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物質は細胞膜をどのように移動しますか?

物質はさまざまな方法で細胞膜を通過し、それぞれが物質と膜自体の特性に応じて移動します。ここにいくつかの重要な方法があります:

受動輸送:

* 単純な拡散: これは、濃度勾配によって駆動される高濃度の領域から低濃度の領域への物質の動きです。エネルギーは必要ありません。酸素や二酸化炭素のような小さな非極性分子は、単純な拡散により脂質二重層を簡単に通過できます。

* 促進拡散: このプロセスには、膜タンパク質の助けを借りて、膜を横切る物質の動きが含まれます。これらのタンパク質は、特定の分子の通過を促進するチャネルまたはキャリアとして作用します。このプロセスは依然として濃度勾配に依存していますが、それはそうでなければ、より大きなまたは荷電分子が膜を通過することを可能にします。グルコースとイオンは、促進された拡散を介して移動する物質の例です。

* 浸透: これは、高水濃度(溶質濃度が低い)の領域から低水濃度(高溶質濃度)の領域への半透明膜を横切る水の動きです。この動きは、膜全体の水の電位の違いによって促進されます。

アクティブトランスポート:

* プライマリアクティブトランスポート: このプロセスでは、ATPから直接エネルギーを使用して、低濃度の領域から高濃度の領域まで、濃度勾配に対して物質を移動します。 これには、ポンプとして機能する膜タンパク質が必要です。たとえば、ナトリウム - ポタスシウムポンプは、ナトリウムイオンを細胞から、カリウムイオンを濃度勾配に対して動かします。

* 二次アクティブトランスポート: このプロセスは、1つの物質の濃度勾配に保存されたエネルギーを利用して、その勾配に対して別の物質を移動します。プライマリアクティブトランスポートによって確立された電気化学勾配に依存しています。たとえば、腸細胞へのグルコースの輸送は、濃度勾配にあるナトリウムイオンの動きと結びついています。

その他のメカニズム:

* エンドサイトーシス: このプロセスには、細胞膜による大きな分子または粒子の飲み込みが含まれます。膜は陥入し、物質を囲む小胞を形成します。主なタイプが2つあります。

* 食作用: 細胞は固体粒子を飲み込みます。

* ピノサイトーシス: 細胞は液体を飲み込みます。

* エキソサイトーシス: このプロセスは、細胞が細胞の外側の物質を放出するエンドサイトーシスの反対です。物質を含む小胞は細胞膜と融合し、その内容物を細胞外空間に放出します。

使用される特定の輸送方法は、以下を含む多くの要因に依存します。

* 分子のサイズと形状: 小さくて非極性分子は、単純な拡散によって膜を通過できますが、大きいまたは帯電した分子は膜タンパク質からの支援を必要とします。

* 分子の極性: 非極性分子は、極性分子よりも脂質二重層をより簡単に通過できます。

* 濃度勾配: 物質は、高濃度の領域から低濃度の領域に移動します。

* エネルギー要件: パッシブ輸送にはエネルギーは必要ありませんが、アクティブ輸送にはATPからのエネルギーが必要です。

細胞膜を横切る物質の動きを調節することにより、細胞は内部環境を維持し、重要な機能を実行できます。

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