Transport door membranen

Transport van stoffen door een celmembraan

Diffusie

Bij diffusie verplaatsen deeltjes zich in de richting van de concentratiegradiënt: dat is van de plaats waar de concentratie van die deeltjes het hoogst is naar de plaats met de lagere concentratie. De verplaatsing gaat door tot overal een gelijke concentratie van de deeltjes is.

Transport van stoffen in een cel d.m.v. diffusie kost de cel geen energie. We noemen dit passief transport

Rondom elke cel zit een een celmembraan. Dit celmembraan bestaat uit een dubbele fosforlipidelaag. Vooral kleine moleculen zoals zuurstof (O2), koolstofdioxide (CO2) en water kunnen door de kleine openingen in of uit de cel glippen. Ook vetachtige moleculen kunnen moeiteloos door deze celmembraan heen.

We noemen daarom deze membranen semi permeabel, dat betekent ‘half doorlaatbaar’. Eigenlijk noemen we deze membranen selectief permeabel, omdat deze membranen ook heel selectief sommige stoffen wel of niet door kunnen laten gaan.

Wet van Fick

Diverse omstandigheden hebben invloed op de diffusie snelheid. Dit is weergegeven in de Wet van Fick. Dit kun je vinden in BiNaS 83A.
De Wet van Fick geeft aan dat het aantal moleculen dat een membraan per seconde passeert afhankelijk is van:

  • het concentratieverschil (Δc);
  • de diffusie-afstand (Δx);
  • het diffusie-oppervlak (A);
  • de diffusiecoëfficiënt (D).

De diffusiecoëfficiënt is weer afhankelijk van: 

  • de temperatuur;
  • de aard van het medium (gaat de diffusie bijvoorbeeld door water of door gas heen).

Bron: BiNaS 83A

Bron: biojuf.nl

Gefaciliteerde diffusie

Watermoleculen diffunderen via waterpoorten door het membraan.

Glucose (C6H12O6) en aminozuren houden niet van een vetlaag zoals een membraan. Daarom zijn er voor het transport van glucose ook speciale poorten in het celmembraan. Dit transport gaan van een hoge naar een lage concentratie en kost de cel geen energie en is daarom een vorm van passief transport.

Grote en polaire moleculen en ionen die van een hoge naar een lage concentratie gaan, gebruiken ook eiwitpoorten. Dit kost de cel wel energie.

Osmose

Het aantal opgeloste deeltjes bepaalt de osmotische waarde. Hoe meer opgeloste deeltjes hoe hoger de osmotische waarde.

Via een semi-permeabel celmembraan gaat het water van een oplossing naar de kant met de hoogste osmotische waarde (dus van laag naar hoog). De opgeloste deeltjes gaan niet door het membraan.
Osmose = diffusie van oplosmiddel (doorgaans water) via een semipermeabel membraan; osmose is een vorm van passief transport.

Een hoge osmotische waarde t.o.v. een lage osmotische waarde noemen we hypertoon.
Een lage osmotische waarde t.o.v. een hoge osmotische waarde noemen we hypotoon.

Wanneer de osmotische waarde aan beide kanten van het membraan aan elkaar gelijk zijn, noemen we dit isotoon.

Bron: biojuf.nl

Cellen met een celwand (planten, schimmels en bacteriën) komen in een staat van turgor als de cel veel water opneemt. Als het water de cel verlaat, vertonen deze cellen plasmolyse.

Bron: biojuf.nl

Actief transport - eiwitpoorten

Wanneer dit transport tegen het concentratieverval ingaat, kost dit de cel energie. Daarom noemen we dit actief transport.
De cel kan hierbij gebruik maken van eiwitpoorten die fungeren als een pomp. Deze eiwitpoorten kunnen heel selectief bepaalde moleculen doorlaten (of tegenhouden). Daarom worden de semipermeabele membranen met dergelijke eiwitpoorten, ook wel selectief permeabel genoemd.

De energie haalt de cel uit ATP (adenosinetrifosfaat,
tri: 3 phosfaatgroepen). Door een fosfaatgroep (P) los te laten, komt er een beetje energie vrij. ATP wordt omgezet in ADP (di: 2 phosfaatgroepen). De cel gebruikt deze energie voor het actieve transport van stoffen tegen de concentratie gradiënt in. 

ATP wordt omgezet in ADP + P + energie

Bron: biojuf.nl

De specifieke eiwitpoorten (ook wel eiwitkanalen genoemd) hebben een receptor functie. Bepaalde moleculen kunnen heel specifiek binden aan deze receptoreiwitten. Deze receptoren worden bijvoorbeeld gebruikt voor het transport van ionen (ionentransport). Zo bevatten cellen speciale receptor eiwitten voor het transport van Na+en Cl(afkomstig van NaCl).

Endo- en exocytose

De cel kan grote deeltjes opnemen en afgeven door ze met de celmembraan in te sluiten.
Wanneer de cel op deze manier stoffen opneemt, noemen we dit endocytose.
Wanneer de cel op deze manier stoffen naar buiten afgeeft, noemen we dit exocytose.
Dit kost de cel energie, daarom valt dit onder actief transport

Bron: biojuf.nl