Диффузия diffusio

- Диффузия – это процесс, при помощи которого газ или растворенные в растворителе вещества распространяются и постепенно заполняют все доступное пространство.
А молекулы и ионы, растворенные в жидкости внеклеточного пространства, находятся в хаотическом движении. Естественно, двигаясь, они сталкиваются как между собой, так и со стенками мембраны клетки. Часть столкнувшихся с мембраной молекул отскакивает от нее, а часть все же проникает сквозь мембрану в цитоплазму клетки. В случае, когда вероятность проникновения сквозь мембрану высока, можно говорить, что мембрана проницаема для данного вещества.
Теперь переходим к рассмотрению самой мембраны и транспорта веществ через её очень узкие поры. Средний диаметр пор равен 0.7 – 0.8 нанометров. Также мы знаем, что концентрация веществ в клетке и вне клетки различна. Естественно, возникает поток частиц, направленный из более концентрированного раствора в менее концентрированный. И диффузия происходит до тех пор, пока концентрация в обоих пространствах не станет одинаковой. Это – физика. Логично также понять, что скорость диффузии возрастает с увеличением площади поверхности, через которую она осуществляется.
Чем больше пор, тем выше скорость перемещения частиц.
Также имеет значение размер молекул. Большие молекулы диффундируют медленнее малых. Имеет значение и вязкость жидкости, но о вязкости – разговор впереди. Пока достаточно знать, что скорость проникновения различных веществ в клетку уменьшается по мере увеличения числа полярных групп в их молекулах. Чем толще тело, тем сложнее протиснуться в щель забора. И Клетка разумно использует этот механизм. Изменяя лишь размеры молекул конечных продуктов обмена, она способна создавать условия, необходимые для выделения или запасания веществ.
Это своеобразный контроль входа и выхода.
Это удобный механизм регулировки обмена с внешней средой. Обмена через Мембрану.
- Наверное, есть в Мембране специальные ворота для таких перемещений? – спросите.
Отвечу: — Есть. Кинки и поры…
Два типа ворот. Нужно знать, что поры (лат. – poros, проход, отверстие) – это всегда открытые ворота для гидрофильных (лат. – hydor, вода, влага, + phileo, люблю, любящий растворение) веществ.
Хорошо растворимые в воде гидрофильные вещества проникают внутрь клетки через поры. А вот гидрофобные (лат. – phobos, страх, боящийся растворения), сложно растворимые или же вовсе не растворимые в воде вещества – легко растворяются в жирах, и проникают внутрь клетки благодаря растворению в липидах мембраны. А еще растворимые в липидах молекулы проникают в клетку с большой скоростью.
- Это означает, что в определенных условиях эти молекулы свободно диффундируют через плазматическую мембрану. И это свойство липидов переносить важные молекулы внутрь клетки полезно использовать в оздоровлении людей. Натуральные масла, в которых сконцентрировано много полезных веществ – прекрасное средство для массажа. А главное – для насыщения клеток полезными веществами, крайне необходимыми для обеспечения их нормальной жизнедеятельности.
- А где кинки? Чем они особенны? – спросите.
- Кинки – это временные дефекты углеводородной области мембраны, через которые, как через дырки в заборе, проникают внутрь клетки вода и растворенные в ней вещества.
- Значит, есть ворота – поры, как постоянные каналы транспорта, кинки – как временные щели для проникновения, и липидные каналы мембраны, через которые транспортируются внутрь клетки нерастворимые в воде вещества…
- А ещё – есть осмотические силы, которые помогают транспорту веществ. Но об этом поговорим в следующий раз.

Осмос osmos

Осмотические силы – это естественное стремление природы к уравновешиванию.
Клетка сжимается, когда концентрация вещества внутри клетки ниже, чем в окружающей среде. А вот если концентрация растворенного вещества в клетке становится выше, чем в окружающей среде, то клетка начинает всасывать воду и увеличиваться.
Это и есть влияние осмотических сил. А сам осмос – это есть процесс перемещения молекул воды из области меньшей в область большей концентрации растворённого вещества. Осмотическое давление является величиной, характеризующей силу этого стремления.
Осмос – это сам процесс, а причина этого процесса – осмотические силы.
А именно — Осмотическое давление. Это то наименьшее давление, которое нужно приложить к раствору для того, чтобы процесс диффузии прекратился. Сами понимаете, что специально на клетку давить никто не будет. Но нам важно понимать это явление. Осмотическое давление позволяет количественно оценить свойственное молекулам растворителя стремление «перебежать» из объема А в объем Б.

Вы скажете: Если все так сложно, тогда зачем вообще вводить это понятие осмотического давления?
Отвечу: для исследований. Ведь как нам понять происходящие процессы в природе, если не исследовать и не постигать их смысл?
Где смысл? Думайте. Движение молекул обусловлено разностью химических потенциалов (лат. – potentia, сила, мощь) и естественным стремлением выровнять эти потенциалы, достигнуть равновесия. А когда какое-либо вещество растворяется, как следствие – химический потенциал растворителя уменьшается. Подобно как количество топлива в баке движущегося автомобиля. Или как заряд мобильного телефона при разговорах. Чем дольше мы разговаривали по телефону, тем меньше стал заряд батареи питания. Точно так же и с веществами: где концентрация растворимого вещества выше – там химический потенциал растворителя ниже…
Здесь: Единая теория поля. Отношение кинетической и потенциальной энергий. Если увеличивается кинетическая – уменьшается потенциальная, и наоборот. Градация (лат. – gradatio, постепенное повышение, ступень) веществ…
Ниже концентрация – больший потенциал энергии, выше концентрация – меньший потенциал энергии…
Как в гомеопатии: чем ниже концентрация действующего вещества – тем сильнее эффект.
Вот вам пример: сделайте из своего смартфона пять фото одного и того же предмета. Затем наложитое в компьютере эти снимки друг на друга. Что будет? Будет ли изображение отчетливым?
Думаю, отчетливость потеряется при наложении, ведь рука с фотоаппаратом немного могла сдвигаться. Вот так и в природе. Одно изображение – четче, чем наложение нескольких… Еще пример из области работы мозга. Наша память. Можно учить стих как обычно, многократно повторяя, зазубривая, накладывая фото на фото, слово на слово в мозгу… Но что происходит? – Чем больше мы будем повторять одно и то же слово, тем его эмоциональная составляющая будет размываться и ослабевать. Так мы заучим информацию, сможем тупо повторить, но будет ли от этого сила проникновения и понимания? – Не будет ее…
А как лучше учить стих? – спросите.
Лучше так: один раз в день его прочесть, но сделать это с толком, чувством и расстановкой! Тогда сила этой информации будет большей, и через несколько дней прочтения вы хорошо и глубоко будете знать этот стих… Знать его глубину и истинное содержание…
Это способ усвоения всего-всего. И в основе этого – физика и математика, Единая теория поля. Это уже практическая сторона понимания этой теории поля. Будете тридцать раз подряд повторять стих – зазубрите, но по настоящему знать и понимать его не будете. А повторите один раз в день, но прилежно вникнув в суть написанного – и он глубоко войдет в мозг и чувства ваши…
Да, мы с вами необычно осмос связали с нашей памятью и гомеопатией. Вот вам и смысл понимания Теории поля. Это Ключик, который способен открывать любые потайные двери мира Знаний…
И для этого всё это нужно знать. Чтобы легче понимать, как происходит регуляция водного баланса между клеткой и окружающей средой. Все в мире переходит из минуса в плюс и обратно. Из кинетического состояния в потенциальное. Мы с вами расширяемся, вдыхая воздух, и сужаемся, выдыхая. Так и Вселенная то создает миры, то их разрушает. Так и клетка дышит, меняя своё осмотическое давление, впуская или выпуская воду с растворенными в ней веществами. А поскольку среда, окружающая большинство клеток, гипотонична, имеет более низкое осмотическое давление, чем содержимое клетки, насыщенная водой, то для клеток важно защитится от «лишней» воды. Поддержание же постоянства своего объема требует энергии, потому в самой клетке концентрация веществ, неспособных к диффузии (нуклеиновые кислоты, белки и др.) выше, чем в околоклеточной среде. Плюс накопление метаболитов. Метаболиты — это продукты жизнедеятельности как отходы. И накопление этих недиффундирующих веществ – реальная беда для клетки. Прежде всего – нарушается её осмотическое равновесие. Для удержания этого равновесия требуется дополнительная энергия… Клетка ослабевает…
И тогда возможна беда, если…
«Беда» – это нарушение внутреннего синтеза и неуправляемый рост клетки, попросту говоря опухоль. А «если» – это эластичность плазматической мембраны. Где синтезируются мембраны и как это происходит – до сих пор не выяснено. Некоторые клетки строят свои мембраны из пузытьков, имеющихся в цитоплазме. В других клетках рост мембраны происходит путем прямого включения в нее соответствующих молекул под влиянием сил, действующих у поверхности раздела между цитоплазмой и окружающей клетку средой. Все это очень сложно… Если мембрана здорова – она способна сама создать гидростатическое давление, которое будет препятствовать поступлению лишней воды внутрь. В норме, при наличии разности гидростатических давлений вне и внутри клетки, вода фильтруется через поры барьера. Это элементарная фильтрация через специальные поры. А ещё – принудительная откачка лишнего из клетки в интерстиций. Притом, это либо откачка во вне своих же компонентов через натриевые насосы, либо откачка самой воды.
Натриевые насосы? Это что такое? — Об этом разговор впереди. Сейчас мы рассматриваем явление осмоса. И, делая выводы, можем сказать так: если клетка не имеет жесткой непроницаемой оболочки, то её объём определяется тремя факторами:
1. Количеством находящихся внутри и неспособных к транспортировке через стенки мембраны веществ.
2. Концентрацией в интерстиции веществ, способных проникать через стенки мембраны внутрь клетки.
3. Возможностью клетки оперативно как пропускать в себя, так и откачивать из себя проницаемые через мембрану вещества.
Нужно понять, как важна функция мембраны, её эластичность и способность управлять входом и выходом компонентов…
Итак, мембрана нуждается в эластичности. А эластичность мембраны – это липиды… Жирные кислоты… Нужно принимать их и с пищей, и впитывать через поры кожи при массаже, применяя натуральные растительные масла.
И тогда клетки будут здоровы.
Пример – кровеносные сосуды. Если они здоровы, стенки их эластичны
(а стенки – это тоже клетки с эластичными мембранами),
тогда реакцией на повышение кровяного давления будет безвредное и безболезненное расширение сосудов.
Если же они зашлакованы, то беспрепятственно растягиваться не смогут, и в результате будет боль – в лучшем случае, а в худшем – инсульт или инфаркт.
Это плохо. Потому следует заботиться о мембранах наших клеток, системно питая их природными жирными кислотами.
На сегодня – достаточно. Продолжение темы – в следующем ролике. Смотрите плейлист Клетка.

Диффузия ионов. Облегченная диффузия

Ионы диффундируют через ионные каналы (белковые структуры мембран), когда они в открытом состоянии. Эти каналы бывают нескольких типов: натриевые, калиевые, кальциевые, натрий-кальциевые и хлорные.
И через них свободно проникают ионы? – спросите.
Отвечу: Не совсем свободно. Это – не простая диффузия. Потому что каналы могут быть открыты, закрыты или инактивированы.
Что управляет состоянием каналов?
Изменение разности потенциалов на мембране, а также взаимодействие активных веществ с рецепторами. Потому каналы подразделяются на два типа: потенциал-зависимые и рецептор-управляемые.
И снова встречаемся с дихотомией. Нам важно с самого начала понимать, что это такое.
Дихотомия (гр. – dichotomia, dicha, на две части, tome, сечение) как понятие имеет несколько значений. Это прежде всего последовательное деление целого на две части, затем каждой части снова на две и т.д. У растений это вильчатое ветвление всей особи или какого-либо ее элемента на две части без продолжения главной оси. Это древний способ ветвления побегов, присущий немногим современным высшим растениям.
И чем дальше в древность, тем более проявлено это свойство развития жизни на земле. Дихотомическое жилкование листа (раздвоение жилок первого порядка на одинаковые жилки следующего порядка) считается древним типом жилкования.
Растения древнее животных, потому и дихотомия древних растений более показательна.
Также деление клетки на две дочерние. Потому я и предлагаю Вам хорошо вникнуть в это явление и применять его при изучении живых организмов. Да и не только организмов. В астрономии дихотомия – это деление диска Луны или диска планеты терминатором, ставшим прямой линией, разделяющей освещенную и затемненную стороны. Как видите, дихотомия – важное понятие.
Но возвратимся к начальной теме. Мы прошлый раз рассмотрели явление диффузии обычной, а еще есть диффузия облегченная. При обычной диффузии, а мы называем её простой, внутрь клетки кроме воды и ионов проникают также многие другие вещества. Например, этанол и различные другие лекарственные вещества.
Зато полярные молекулы практически не проникают через мембрану за счет простой диффузии.
Полярные молекулы – это какие вещества? – спросите. Отвечу: Это гликоли, моносахариды и аминокислоты. И именно их транспортировка осуществляется путем облегченной диффузии. Что такое облегченная диффузия? — Это переправка веществ сквозь мембрану по градиенту его концентрации и при содействии особых белковых молекул-переносчиков.
Это подобно как через пропускной пункт можно пройти только вместе с сопровождающим служащим.
Притом количество переносчиков внутри клетки ограничено, потому они могут провести внутрь клетки только определенное количество веществ. Не больше, чем количество переносчиков. Это называется явлением насыщения. Есть также такое понятие, как явление конкуренции.
Это борьба веществ за переносчика.
Вне пункта пропуска много людей будут ожидать служащего, который их лично проведет в нужный кабинет, – так вещества, подобные по строению, конкурируют за прикрепление к белку-переносчику. Вот такое оно, явление конкуренции…
Веществ вне клетки много, а внутрь проникнут только те, которые нужны, и ровно столько, сколько нужно. Так природа регулирует порядок внутри клетки.
А ещё следует знать, что и пункты пропуска бывают трёх видов. Первый – это унипорт. Это когда молекулы следуют внутрь независимо, друг за другом, по одной дорожке. Второй вид – симпорт, где независимо могут проходить несколько веществ с их проводниками. И третий тип пропуска, это – антипорт. Через него вещества одновременно движутся как внутрь клетки, так и на выход из неё.
Сложновато – скажете.
В детали углубляться нам пока не следует. Процесс действительно очень сложный. Тем более, что природа белков-переносчиков физиологам пока неизвестна до конца…
Знаем только, что переносчики делятся на два типа: одни движутся через пункты пропуска, перенося вещества, а другие – внедряются в мембрану в любом месте и создают канал проникновения.
Одни идут через ворота и калитки, а другие – через дырки в заборе.
Как-то так…
Действительно, большинство клеток обладают системой облегченной диффузии, но перечень переносимых этим способом веществ невелик. В основном это сахара, аминокислоты и некоторые ионы. Это те вещества, которые попадают в организм из окружающей среды. Соединения, являющиеся промежуточными продуктами обмена, не переносятся через мембрану при помощи этой системы.
Следует обратить внимание на роль переносчиков. Клетка имеет их количественно столько, сколько ей нужно получать определенных веществ. Это своеобразная миграционная служба, контролирующая стабильность и порядок внутри клетки.
Каким образом? — Переводя через пункты пропуска и доставляя вещества в нужные места. Притом при помощи явления диффузии, по градиенту концентрации.
А если нужно протащить вещества из среды низкой концентрации в среду с более высокой концентрацией, диффузия ведь не позволит? – скажете Вы.
Таки да, диффузия не позволит. Но, плыть против течения можно! — Используя дополнительную силу.
А это уже активный транспорт. И о нём разговор впереди, в следующем ролике темы Клетка.

Смотреть на авторском канале YouTube