من أنواع النقل السلبي

من أنواع النقل السلبي

النقل السلبي هو عبور المواد الكيميائية الحيوية وغيرها من الجزيئات والذرات عبر غشاء الخلية، ويتميز هذا النوع من النقل بعدم الحاجة إلى طاقة كيميائية، حيث يتوقف معدل النقل السلبي على معدل نفاذية غشاء الخلية، الذي يؤثر على الترتيب والخصائص الدهنية والبروتينية داخل غشاء الخلية، ويوجد أربعة أنواع من النقل السلبي، وهي كما يلي.

• الانتشار البسيط.
• الانتشار المسهل.
• الترشيح.
• الخاصية الاسموزية.

فيما يلي سنحاول عرض بعض المعلومات حول كل نوع من تلك الأنواع.

مفهوم الانتشار البسيط

يتم تعريف الانتشار البسيط عندما تنتقل الجزيئات المذابة من منطقة ذات تركيز عالي إلى منطقة ذات تركيز أقل من خلال غشاء الخلية الشبه نافذ، تحدث عملية الانتشار البسيطة عندما يكون هناك أعداد كبيرة من الجزيئات في منطقة وأعداد أقل في منطقة أخرى، في هذه الحالة تتحرك الجزيئات من المنطقة ذات التركيز الأعلى إلى المنطقة ذات التركيز الأقل بسبب الأعداد الكبيرة للجزيئات في المنطقة الأولى وقلة الجزيئات في المنطقة الثانية، حركة الجزيئات في هذه العملية تكون عشوائية ولا تحتاج إلى طاقة أو نظام خاص أو ترتيب محدد لحركة الجزيئات، وتتحرك الجزيئات وفقا لهذا الأساس.

مثال على الانتشار البسيط

تستخدم البكتيريا العديد من طرق الانتشار، بما في ذلك الانتشار البسيط، لتوصيل الأكسجين والماء والمواد الغذائية إلى السيتوبلازم، وتعد هذه البكتيريا من الكائنات البسيطة الحية، حيث لا تحتوي خلاياها على أي هياكل متخصصة، وتعمل على نقل تلك المواد، وبالتالي تستخدم البكتيريا هذه العملية للبقاء على قيد الحياة.

مفهوم الانتشار المسهل

يعرف الانتشار المسهل على أنه نقل سلبي للمواد والأيونات من خلال الغشاء البيولوجي. يتم نقل الجزيئات من المنطقة ذات التركيز الأعلى إلى المنطقة ذات التركيز الأقل. تختلف هذه العملية عن الانتشار البسيط بسبب استخدام “بروتين النقل” لعملية النقل، ولا تحتاج لاستخدام أي طاقة كيميائية.

• بحيث يتم نقل بعض الجزيئات والأيونات مثل الجلوكوز وأيونات الصوديوم والكلوريد، التي لا يمكنها المرور عبر طبقة الفسفوليبيد ثنائية الأغشية للخلايا، باستخدام بروتينات القناة الأيونية والبروتينات الحاملة، الموجودة في غشاء الخلية؛ لتمكينها من نقل تلك المواد بين الخلايا.

مفهوم الترشيح

في هذه العملية يتم فصل المواد الصلبة عن المواد السائلة والغازية، ومن بين أشهر أمثلة الترشيح، عملية الامتصاص الانتقالي للعناصر الغذائية التي تحدث داخل خلايا الجسم، فهذه العملية لا تحتاج إلى طاقة كيميائية، فهي تحدث عن طريق السماح للمواد القابلة للذوبان بالمرور عبر غشاء الخلية عن طريق المسام فقط، ويتم منع مرور المواد الصلبة التي تواجه صعوبة في التغلغل داخل مسام غشاء الخلية.

مفهوم الخاصية الاسموزية (التناضح)

تعريف الخاصية الاسموزية أو التناضح هو عملية نقل سلبي تحدث بدون إنتاج أي طاقة من قبل الخلية. وتعتمد على حركة الجزيئات من خلية إلى أخرى عبر انتقال الجزيئات من منطقة ذات تركيز عال إلى منطقة ذات تركيز أقل. ونتيجة لهذه العملية، تتساوى جميع الجزيئات في معدلات التركيز على جانبي الغشاء. ويمكن تطبيق عملية التناضح على أي مذيب، بما في ذلك السوائل والغازات فوق الدرجة.

أنواع المحاليل الاسموزية

هناك 3 أنواع من المحاليل التي تنتج بفعل الخاصية الاسموزية، وهي كالتالي.

• محلول منخفض التوتر: هو المحلول الذي يكون فيه تركيز المذيب داخل الخلية أعلى من التركيز المحيط بها خارج الخلية.
• محلول مفرط التوتر: هو المحلول الذي يكون فيه تركيز المذاب أعلى خارج الخلية مقارنة بالنسبة الموجودة منه داخل الخلية.
• محلول متساوي التوتر: هو المحلول الذي تكون فيه نسبة تركيز المادة المذابة داخل الخلية متساوية لنسبة المذيب خارج الخلية.

أنواع الخاصية الاسموزية

هناك نوعان من خاصية النفاذية الانتقائية أو التناضح، وهما:.

• التناضح الخارجي: تحدث هذه العملية عندما يتم وضع مادة في محلول تكون مشدودة بشدة، مما يجعل جزيئات المذيب تتحرك خارج الخلية وتجعلها مترهلة، أو تتعرض الخلية لعملية تحلل البلازما.
• التناضح الداخلي: هذه العملية تحدث عندما يتم إضافة مادة منخفضة التوتر إلى محلول، مما يتسبب في حركة جزيئات المذيب داخل الخلية، مما يؤدي إلى تورم الخلية أو بدء عملية الذوبان فيها.

أهمية الخاصية الاسموزية

• يقوم الضغط الاسموزي العالي بحماية النباتات من الجفاف.
• تتحكم الخاصية الاسموزية في تفكك الفاكهة.
• تؤدي الخلايا السموزية إلى تورم الخلايا، والتي بدورها تنظم حركة النباتات وأجزاء منها.
• تتحكم تلك العملية في نسبة انتشار الماء من خلية إلى أخرى.
• تقوم هذه العملية بالحفاظ على محتوى الماء داخل النباتات، على الرغم من أن النبات يفقد الماء باستمرار بسبب عملية التبخر.
• تحافظ الخاصية الاسموزية على تصلب الخلايا.
• تعمل هذه العملية على استقرار البيئة الداخلية للكائن الحي، من خلال الحفاظ على التوازن بين الماء ومستويات السوائل داخل الخلايا.
• تعتبر الخاصية الاسموزية المسؤولة عن امتصاص الماء من التربة ونقله إلى أجزاء النبات العليا عن طريق نسيج الخشب.
• تؤثر هذه العملية في نقل العناصر الغذائية وتخليص النفايات الغذائية.

أمثلة على الخاصية الاسموزية

• عندما يتم وضع الأطراف في الماء لفترة طويلة، تبدأ تلك الأطراف في التغير في الشكل بسبب تدفق الماء داخل خلاياها الخاصة.
• المصابون بالكوليرا يتأثرون بهذه العملية، حيث تنتشر البكتيريا داخل أمعائهم وتحول دون امتصاص خلايا الأمعاء والمعدة للماء، مما يؤدي إلى جفاف الجسم.
• تؤدي هذه العملية إلى موت الأسماك، عندما تنقل الأسماك التي تعتاد على تركيزات معينة من الملح في بيئتها إلى بيئة أخرى ذات تركيزات مختلفة، مثل نقل أسماك الأنهار للعيش في بيئة مالحة أو العكس.
• تنتقل الخلايا التي تعمل على حماية النباتات عن طريق النقل النشط، حيث تمتلئ الخلايا النباتية بالماء حتى تنتفخ الخلايا الواقية وتفتح المسام.
• عملية امتصاص الماء من التربة تعتمد بشكل رئيسي على الخاصية الاسموزية، حيث تكون تركيز جذور النبات أعلى من التربة، مما يساعد على تدفق الماء إلى الجذور.

الفرق بين الخاصية الاسموزية وخاصية الانتشار

• تحدث خاصية الانتشار في الوسط السائل والصلب والغازي، أما الخاصية الاسموزية فتحدث فقط في الوسط السائل.
• تعتمد قابلية الانتشار على عدد الجزيئات المذابة في المذيب، بينما تعتمد القابلية الاسموزية على وجود جسيمات أخرى.
• تعتمد خاصية النقل النشط على الماء؛ حيث تستخدمه لتحريك الجسيمات من وإلى الخلية، بينما لا تحتاج خاصية الانتشار إلى الماء لنقل الجسيمات.
• يمكن أن تنتشر جزيئات المذيب فقط في خاصية الامتصاص، ولكن يمكن أن تنتشر جزيئات المذيب والمذاب في خاصية الانتشار.
• تتدفق الجسيمات في اتجاه واحد في الخاصية الاسموزية، ولكن يحدث تدفق الجسيمات في كل الاتجاهات في الخاصية الانتشار.
• في النقل النشط، ينتقل الماء أو المذيب فقط من منطقة تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أقل، بينما في الانتشار، ينتقل أي نوع من المواد من مناطق عالية التركيز إلى مناطق منخفضة التركيز.
• يمكن إيقاف العملية بأكملها أو عكسها عن طريق ضغط إضافي على أحد الجانبين في الخاصية الاسموزية، وذلك على عكس عملية الانتشار التي لا يمكن إيقافها أو عكسها.