1。表面積対体積比：
*細胞が大きくなると、その体積は表面積よりもはるかに速く増加します。これは、表面積と体積の比率が減少することを意味します。
*細胞膜は、栄養素を輸送し、廃棄物を輸送する責任があります。
*体積に比べて表面積が小さいため、細胞が十分な栄養素を輸送し、廃棄物を効率的に除去することが困難になり、代謝と機能の問題が発生します。
2。拡散制限：
*拡散とは、高濃度の領域から低濃度の領域への分子の動きです。
*細胞は、酸素、栄養素、廃棄物など、多くの必須分子の輸送の拡散に依存しています。
*細胞が大きくなるにつれて、分子が拡散によって移動するのに必要な距離が増加し、プロセスが遅くなります。これにより、代謝反応の速度が制限され、廃棄物の蓄積を引き起こす可能性があります。
3。原子力制御：
*核は、細胞の活動を制御する責任があります。
*細胞が大きくなると、核と細胞の他の部分の間の距離が増加します。
*これにより、核がすべての細胞機能を効率的に調節および調整し、代謝に影響を与えることが困難になります。
4。エネルギー要件：
*代謝的に活性な細胞は、エネルギーに対する需要が高い。
*より大きなセルは、その機能を維持するためにより多くのエネルギーを必要とします。
*ただし、エネルギー生産の効率は、表面積に対する体積比と拡散制限によって制限されます。
*これは、大きなセルが代謝要求を満たすのに十分なエネルギーを生成するのに苦労する可能性があることを意味します。
5。細胞分裂：
*細胞分裂は成長と修復に不可欠です。
*より大きな細胞には、複製するDNAが多く、分裂するオルガネラが増えているため、細胞分裂がより複雑で潜在的に問題があります。
代謝的に活性な細胞の例：
* 筋肉細胞： これらの細胞は、収縮のために大量のエネルギーを生成する必要があります。
* 神経細胞： これらの細胞は信号を迅速に送信する必要があり、分子の効率的な輸送が必要です。
* 腸上皮細胞： これらの細胞は食物から栄養素を吸収し、輸送率が高いことを必要とします。
結論：
表面積に対する体積比、拡散、核制御、およびエネルギー要件の制限は、最適な機能を維持するために代謝的に活性な細胞が小さいままでなければならないことを決定します。彼らは表面積を最大化し、拡散の距離を最小化して、効率的な栄養摂取、廃棄物の除去、通信を確保する必要があります。
