これが故障です:
* 平衡は等しい濃度を意味するものではありません: 生物膜では、平衡とは、一方向の膜を横切る分子の動きの速度が反対方向の動き速度に等しい状態を指します。これは、必ずしも濃度が両側で等しいことを意味するわけではありません。
* アクティブトランスポートは、濃度勾配を作成および維持できます 細胞内の多くの分子は、濃度勾配に対して輸送されます。つまり、低濃度の領域から高濃度の領域に移動します。これにはエネルギーが必要であり、ポンプやトランスポーターなどのアクティブな輸送メカニズムを通じて達成されます。これらのメカニズムは、多くの場合ATPからのエネルギーを使用して、濃度勾配に対して分子を動かします。
* 膜自体は選択的に透過性があります: 生物膜は単純な障壁ではありません。それらは、他の分子を制限しながら特定の分子を通過できるようにするタンパク質(チャネル、キャリア、ポンプ)を埋め込みます。この選択的透過性は、濃度勾配の維持にさらに貢献します。
このように考えてみてください: ダムのある川を想像してみてください。ダムの上を水が流れますが、ダムは両側の水の量を調整します。ダムの上を自由に流れる水が流れていますが(平衡状態に達する)、ダムの規制により、ダムの両側の水位は異なる場合があります。同様に、膜はダムのように作用し、分子の動きを制御し、両側に異なる濃度を可能にします。
例:
* カトリウム - ポタスシウムポンプ: このアクティブトランスポーターは、エネルギーを使用して細胞からナトリウムイオンをポンプし、カリウムイオンを細胞に入れ、細胞内でより高い濃度のカリウムを維持し、細胞の外側でより高い濃度のナトリウムを維持します。
* グルコース輸送: グルコースは、受動的なプロセスである促進された拡散を介して膜を横切って移動します。ただし、細胞内の動きを促進するグルコーストランスポーターの活性により、細胞内のグルコースの濃度は通常、外側よりも高くなっています。
結論として、分子は生物膜全体で平衡状態にある可能性がありますが、活性輸送メカニズムの組み合わせ作用、膜の選択的透過性、および分子の定数フラックスにより、その濃度は両側で異なる場合があります。この動的な状態は、細胞機能を維持し、シグナル伝達、エネルギー生産、浸透バランスの維持などのプロセスに不可欠な勾配を維持するために不可欠です。