ใครก็ตามที่เรียนชีววิทยาได้เจอคำว่า diffusion คำว่า diffusion หมายถึงการเคลื่อนที่ของสิ่งใดๆ (เช่น โมเลกุล ไอออน พลังงาน อะตอม) จากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปถึงความเข้มข้นต่ำ กระบวนการนี้ขับเคลื่อนด้วยความช่วยเหลือของการไล่ระดับความเข้มข้น แนวคิดของการแพร่กระจายไม่ได้จำกัดอยู่แค่ทางชีววิทยา แต่ยังเป็นที่ยอมรับในหลายสาขา เช่น เคมี สังคมวิทยา ฟิสิกส์ การเงิน และเศรษฐศาสตร์ ขึ้นอยู่กับการไม่มีอยู่หรือการมีอยู่ของโมเลกุลตัวอำนวยความสะดวก การแพร่สามารถแบ่งออกเป็นการแพร่แบบธรรมดาและการแพร่แบบสะดวก
การแพร่กระจายอย่างง่าย vs การแพร่กระจายที่สะดวก
ความแตกต่างหลัก ระหว่างแบบเรียบง่ายและแบบอำนวยความสะดวกคือ การแพร่กระจายอย่างง่ายเป็นกระบวนการที่ขนส่งโมเลกุลจากความเข้มข้นสูงไปต่ำโดยไม่ได้รับการสนับสนุนจากโปรตีนทรานส์เมมเบรน ในทางกลับกัน การแพร่แบบอำนวยความสะดวกเป็นกระบวนการโดยปราศจากความช่วยเหลือของโปรตีนตัวพาสุดท้ายที่ขนส่งโมเลกุลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จากความเข้มข้นสูงไปต่ำ
ในการแพร่แบบง่าย ตัวถูกละลายในสารละลายจะเคลื่อนที่ไปตามไล่ระดับความเข้มข้นหรือข้ามเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ โดยทั่วไปจะดำเนินการโดยใช้พันธะไฮโดรเจนซึ่งก่อตัวระหว่างโมเลกุลของน้ำและตัวถูกละลาย พันธะไฮโดรเจนเป็นเพียงชั่วคราว แต่ผลที่ได้คือสารละลายจะถูกกวนอย่างต่อเนื่อง
ในการอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย สารจะถูกขนส่งผ่านเมมเบรนชีวภาพจากความเข้มข้นสูงไปต่ำ ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานเคมีโดยตรง เนื่องจากการเคลื่อนที่ของสารไปตามทิศทางของระดับความเข้มข้น การขนส่งก๊าซ การขนส่งไอออน และการขนส่งกลูโคสและกรดอะมิโน เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนที่นำมาซึ่งการแพร่กระจายที่สะดวก
ตารางเปรียบเทียบระหว่าง Simple Diffusion กับ Facilitated Diffusion
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | การแพร่กระจายอย่างง่าย | การแพร่กระจายที่สะดวก |
|---|---|---|
| การตีความ | เป็นกระบวนการที่ขนส่งโมเลกุลจากระดับความเข้มข้นสูงไประดับความเข้มข้นต่ำโดยไม่สนับสนุนโปรตีนเมมเบรน | เป็นกระบวนการที่ปราศจากความช่วยเหลือของโปรตีนตัวพาสุดท้ายที่ขนส่งโมเลกุลผ่านเมมเบรนจากความเข้มข้นสูงไปต่ำ |
| กระบวนการ | กระบวนการแบบพาสซีฟ | กระบวนการแบบแอคทีฟหรือพาสซีฟ |
| ความเร็ว | ค่อนข้างช้า | ค่อนข้างเร็ว |
| พลังงานจาก ATP | ไม่ต้องการ | อาจหรือไม่จำเป็น |
| ตัวละลายเฉพาะ | ไม่ | เสมอ |
Simple Diffusion คืออะไร?
ในการแพร่แบบง่าย ไม่จำเป็นต้องใช้เมมเบรนโปรตีนช่วย สารหรืออนุภาคเคลื่อนที่จากความเข้มข้นที่สูงกว่าไปยังระดับที่ต่ำกว่า แต่การเคลื่อนที่ลงเนินของอนุภาคไม่ต้องการโปรตีนเมมเบรน ในการรักษาสมดุล การแพร่กระจายอย่างง่ายเป็นสิ่งสำคัญ
การแพร่กระจายอย่างง่ายเป็นการขนส่งแบบพาสซีฟประเภทหนึ่ง และสำหรับกระบวนการนี้ ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานเคมี (ATP) ในระบบชีวภาพ ATP ไม่ได้ขับเคลื่อนการแพร่กระจายอย่างง่ายโดยตรง การไล่ระดับความเข้มข้นและพลังงานจลน์เป็นเชื้อเพลิงในการแพร่กระจายอย่างง่าย
ในการแพร่แบบง่าย โมเลกุลจะเคลื่อนที่คงที่แบบสุ่มเนื่องจากการชนกันของโมเลกุลซึ่งกันและกัน Pedesis ถูกเรียกเมื่อมีการชนกันของอนุภาค โมเลกุลจะถูกบีบอัดเมื่อพื้นที่มีความเข้มข้น เป็นผลให้การเคลื่อนไหวยังลดลง ดังนั้นโมเลกุลจะเคลื่อนไปสู่พื้นที่ที่ใหญ่กว่าหรือเมื่อมีพื้นที่ว่างมากขึ้น
ในระบบทางชีววิทยา สามารถยกตัวอย่างได้โดยการขนส่งโมเลกุลอย่างง่ายที่ระดับเซลล์ คุณสมบัติของพลาสมาเมมเบรน กล่าวคือ เมมเบรนไบลิปิดป้องกันการเข้าออกของโมเลกุลทั้งหมด ในการแพร่แบบง่าย ไม่ใช่ทุกโมเลกุลสามารถแพร่กระจายได้อย่างอิสระ
Facilitated Diffusion คืออะไร?
ในการอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย การขนส่งรวมถึงการเคลื่อนที่แบบพาสซีฟของโมเลกุลที่มีการไล่ระดับความเข้มข้นตามลำดับและถูกควบคุมโดยการมีอยู่ของโมเลกุลอื่น ท้ายที่สุดแล้ว โมเลกุลของการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกจะเคลื่อนที่ด้วยการไล่ระดับความเข้มข้นของพวกมัน ซึ่งไม่เกี่ยวข้องโดยตรงต่อโมเลกุลที่มีพลังงานสูงโดยตรง เช่น กัวโนซีน ไตรฟอสเฟต (GTP) หรืออะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP)
ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ โมเลกุลขนาดเล็กที่ไม่มีขั้วจะกระจายตัวได้ง่าย ลิปิดมีลักษณะไม่ชอบน้ำซึ่งประกอบขึ้นเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ ในขณะที่ไอออนและโมเลกุลมีขั้วไม่สามารถทำได้ เป็นผลให้ผ่านการขนส่งโปรตีน พวกมันกระจายไปทั่วเมมเบรน
โปรตีนการขนส่งส่วนใหญ่มีสามประเภทที่เกี่ยวข้องกับการอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย:
ความแตกต่างหลักระหว่าง Simple Diffusion และ Facilitated Diffusion
บทสรุป
สรุปได้ว่าการแพร่แบบง่ายและการแพร่แบบสะดวกเป็นการแพร่แบบสองประเภท คำทั้งสองนี้ใช้ในทางชีววิทยา พวกเขาทั้งคู่ย้ายจากความเข้มข้นที่สูงขึ้นไปสู่ความเข้มข้นที่ต่ำลง การเคลื่อนที่สุทธิของโมเลกุลที่ด้านข้างของเยื่อหุ้มเซลล์ที่สภาวะสมดุลเป็นศูนย์
การสนับสนุนของโปรตีนเมมเบรนไม่ต้องการในกระบวนการแพร่แบบง่าย ในขณะที่การแพร่แบบสะดวกนั้นต้องการความช่วยเหลือจากโปรตีนช่องทางพาหะ ความเร็วค่อนข้างช้าในการแพร่แบบธรรมดา แต่ความเร็วค่อนข้างสูงในการแพร่แบบสะดวก กระบวนการนี้เป็นแบบพาสซีฟในการแพร่แบบง่าย ในขณะที่สามารถแอกทีฟหรือพาสซีฟในการแพร่แบบสะดวก
