من أنواع النقل السلبي
يعتبر النقل السلبي هو حركة للمواد الكيميائية الحيوية وغيرها من الجزيئات والذرات من خلال غشاء الخلية، وهذا النوع من النقل يتميز بأنه لا يحتاج إلى طاقة كيميائية، بحيث يتوقف معدل النقل السلبي على معدل نفاذية غشاء الخلية، والتي تعمل بدورها على انتظام وخصائص الدهون والبروتينات داخل غشاء الخلية، ويوجد 4 أنواع من أنواع النقل السلبي، هي كما يلي.
- الانتشار البسيط.
- الانتشار المسهل.
- الترشيح.
- الخاصية الاسموزية.
فيم يلي سنحاول عرض بعض المعلومات عن كل نوع من تلك الأنواع.
مفهوم الانتشار البسيط
يتم تعريف الانتشار البسيط على أنه حركة الجزيئات المذابة من منطقة صاحبة تركيز عالي، إلى منطقة أقل تركيزاً، وذلك من خلال عبور غشاء الخلية الشبه نافذ، وتحدث عملية الانتشار البسيطة عند تواجد أعداد كبيرة من الجزيئات، مع وجود منطقة أخرى تحتوي على أعداد أقل من ناحية الجزيئات، تلك الحالة تتحرك الجزيئات من المنطقة ذات التركيز الأعلى بسبب الأعداد الكبيرة للجزيئات داخلها، إلى المنطقة ذات التركيز الأقل بسبب قلة عدد الجزيئات داخلها، بحيث تكون حركة الجزيئات في تلك العملية حركة عشوائية، فهي لا تتطلب وجود طاقة أو نظام خاص، أو حتى ترتيب محدد لحركة الجزيئات، أو خصائص محددة تتحكم في التحرك، وتتم حركة الجزيئات على أساسها.
مثال على الانتشار البسيط
تقوم البكتيريا باستخدام العديد من أنواع الانتشار، والتي من بينها الانتشار البسيط، وذلك حتى تتمكن من توصيل الأكسجين والماء والمواد الغذائية إلى السيتوبلازم الخاص بها، فتلك الكتيريا تعد من الكائنات الحية البسيطة، وخلاياها لا يوجد بها أي غصيات متخصصة، لتعمل على نقل تلك المواد، لذلك فتستخدم البكتيريا تلك العملية للبقاء على قيد الحياة.
مفهوم الانتشار المسهل
يتم تعريف الانتشار المسهل على أنه نقل سلبي خلوي للمواد والأيونات، عن طريق الغشاء البيولوجي، بحيث تتم عملية النقل على نقل الجيزئات من المنطقة ذات التركيز الأعلى والتي تحتوي على عدد أكبر من الجزيئات، إلى المنطقة ذات التركيز الأقل، والتي تحتوي على عدد جزيئات أقل، وتتميز تلك العملية عن عملية الانتشار البسيط، كونها تعتمد في عملية النقل على “جزيء النقل”، والذي يتم تسميته “بروتين النقل” وكون تلك العملية تحدث نتيجة انتقال الجزيئات من المناطق الأعلى في التركيز إلى الأقل في التركيز فهي لا تحتاج إلى استخدام أي طاقة كيميائية لعملية النقل.
- بحيث تعمل تلك العملية على نقل بعض الجزيئات والأيونات مثل الجلوكوز وأيونات الصوديوم والكلوريد، والتي لا تتمكن من المرور خلال طبقة الفسفوليبيد ثنائية الأغشية للخلايا، فيتم استخدام بروتينات القناة الأيونية والبروتينات الحاملة، والتي توجد في غشاء الخلية؛ حتى تتمكن من نقل تلك المواد بين الخلايا.
مفهوم الترشيح
في تلك العملية يتم فصل المواد الصلبة عن المواد السائلة والغازية، ومن بين أشهر أمثلة الترشيح، عملية الامتصاص الانتقالي للعناصر الغذائية التي تقوم داخل خلايا الجسم، فتلك العملية لا تتطلب وجود أي طاقة كيميائية، فتلك العملية تقوم عن طريق سماح غشاء الخلية للمواد القابلة للذوبان بالمرور خلاله عن طريق مسامه فقط، ويمنع مرور المواد الصلبة، والتي تجد صعوبة في التغلغل داخل مسام غشاء الخلية.
مفهوم الخاصية الاسموزية (التناضح)
يتم تعريف الخاصية الاسموزية أو التناضح على أنها عملية نقل سلبي، تحدث دون أن تقوم الخلية بإنتاج أي طاقة، بحيث تعتمد عملية حركة الجزيئات من خلية إلى أخرى عن طريق انتقال الجزيئات من منطقة عالية التركيز إلى المنطقة الأقل في التركيز، بحيث تنتج عن تلك العملية أن تتساوى كل الجزيئات في معدلات التركيز بشكل عام على جانبي الغشاء، كما يمكن أن يتم إخضاع أي مذيب لعملية التناضح، بما في ذلك السوائل والغازات فوق الدرجة.
أنواع المحاليل الاسموزية
يوجد 3 ا،واع من المحاليل التي تنتج عن الخاصية الاسموزية، وهي كما يلي.
- محلول منخفض التوتر: هو المحلول الذي يكون فيه تركيز المذاب داخل الخلية أعلى، من النسبة المحيطة به خارج الخلية.
- محلول مفرط التوتر: هو المحلول الذي يكون فيه تركيز المذاب أعلى خارج الخلية أعلى من النسبة الموجودة منه داخل الخلية.
- محلول متساوي التوتر: هو المحلول الذي تتساوى فيه نسبة تركيز المذاب داخل الخلية مع نسبة المذيب خارج الخلية.
أنواع الخاصية الاسموزية
يوجد نوعان من أنواع الخاصية الاسموزية أو التناضح، وهي كما يلي.
- التناضح الخارجي: هذه العملية تحدث عندما يتم وضع مادة في محلول شديد التوتر، بحيث تتحرك جزيئات المذيب خارج الخلية، بحيث تصبح الخلية مترهلة، أو تصبح الخلية خاضعة لعملية لتحلل البلازما.
- التناضح الداخلي: تلك العملية تحدي عندما يتم وضع مادة من محلول منخفض في درجة التوتر، وتتحرك جزيئات المذيب داخل الخلية، بحيث تصبح الخلية منتفخة أو حتى تبدأ للتعرض لعملية الانحلال.
أهمية الخاصية الاسموزية
- يقوم الضغط الاسموزي العالي بحماية النباتات من الإصابة بالجفاف.
- تقوم الخاصية الاسموزية بالتحكم في مدى تفكك الفاكهة.
- تنتج عن الخاصة الاسموزية تورم الخلايا، والتي بدورها تعمل على تنظيم حركة النباتات وأجزاء من النبات.
- تتحكم تلك العملية في نسبة انتشار الماء من خلية إلى أخرى.
- تقوم تلك العملية بالمحافظة على المحتوى المائي داخل النباتات، على الرغم من كون النبات يفقد الماء بشكل مستمر بسبب عملية النتح.
- تحافظ الخاصية الاسموزية على تصلب الخلايا.
- تعمل تلك العملية على استقرار البيئة الداخلية للكائن الحي، وذلك من خلال الحفاظ على التوازن الموجود بين الماء ومستويات السوائل بين الخلايا.
- تعد الخاصية الاسموزية هي المسؤولة عن امتصاص الماء من التربة، وتعمل على توصيله إلى الأجزاء العليا من النبات، وذلك عن طريق نسيج الخشب.
- تؤثر تلك العملية في نقل العناصر الغذائية، والقيام بإطلاق نفايات التمثيل الغذائي.
أمثلة على الخاصية الاسموزية
- عندما يتم وضع الأطراف في الماء لفترة زمنية طويلة، تبدأ تلك الأطراف تبدأ في التغير في الشكل بسبب تدفق الماء داخل الخلايا الخاصة بها.
- تأثر المصابين بالكوليرا بتلك العملية، فبسبب انتشار البكتيريا داخل الأمعاء لديهم، والتي تعمل على منع قيام خلايا الأمعاء والمعدة بامتصاص الماء، الأمر الذي يؤدي بالجسم إلى الإصابة بالجفاف.
- تتسبب تلك العملية في نفوق الأسماك، في حالة تعرض الأسماك التي تعتاد على تركيزات محددة من الملح داخل البيئة التي تعيش فيها إلى بيئة أخرى ذات تركيزات مختلفة، مثل نقل أسماك الأنهار للعيش في بيئة مالحة أو العكس.
- تتأثر الخلايا التي تعمل على حماية النباتات بالخاصية الاسموزية، فتمتلئ الخلايا النباتية بالماء حتى تنتفخ الخلايا الحامية، وتفتح الثغور.
- تقوم عملية امتصاص الماء من التربة بشكل أساسي على الخاصية الاسموزية، بحيث تكون جذور النبات لها تركيز أعلى من التربة، الأمر الذي يعمل على تدفق الماء إلى الجذور.
الفرق بين الخاصية الاسموزية وخاصية الانتشار
- تتم الخاصية الاسموزية فقط في الوسط السائل، ولكن تحدث خاصية الانتشار في الوسط السائل والصلب والغازي.
- تقوم خاصية الانتشار على عدد الجزيئات الذائبة في المذيب، ولكن الخاصية الاسموزية تعتمد على وجود جسيمات أخرى.
- تعتمد الخاصية الاسموزية على الماء؛ حتى تتمكن من تحريك الجسيمات من وإلى الخلية، لكن خاصية الانتشار لا تحتاج إلى ماء لتحريك الجسيمات.
- يمكن أن تنتشر جزيئات المذيب فقط في الخاصية الاسموزية، ولكن في خاصية الانتشار يمكن أن تنتشر كل جزيئات المذيب والمذاب.
- تتدفق الجسيمات في اتجاه واحد في الخاصية الاسموزية، لكن يحدث تدفق الجسميات في كل الاتجاهات في خاصية الانتشار.
- في الخاصية الاسموزية يتم انتقال الماء فقط، أو المذيب فقط من المنطقة الأعلى في التركيز إلى المنطقة الأقل في التركيز، ذلك على عكس خاصية الانتشار التي ينتقل أي نوع من المواد من المناطق مرتفعة التركيز إلى المناطق منخفضة التركيز.
- يمكن أن يتم إيقاف العملية كلها أو عكس العملية كلها عن طريق استخدام ضغط إضافي على أحد الجانبين في الخاصية الاسموزية، وذلك على عكس عملية الانتشار التي لا يمكن إيقافها أو عكسها.
