Мне трудно понять, почему небольшие полярные молекулы могут пересекать гидрофобную область мембраны, а не ионы. Не будут ли полярные молекулы притягиваться к водной внеклеточной среде и не будут ли склонны двигаться через гидрофобную область? (Это мое объяснение того, почему ионы не проходят.)
Кроме того, почему жирорастворимые частицы проходят через мембрану? Я понимаю, что им близка гидрофобная область, но не захотят ли они там остаться, зажатые между двумя водянистыми слоями? Не в этом ли смысл ориентации бислоя? Почему жирорастворимые частицы перемещаются из гидрофобной области внутрь клетки, содержащей воду? Кроме того, почему молекулы липидов не отталкиваются гидрофильными головками на внешней стороне мембраны?
Этот вопрос конкретно относится к пассивной диффузии.
Я повторю и уточню, что было упомянуто в вопросе.
При пассивной диффузии молекула растворяется в мембране, диффундирует через нее, а затем растворяется в водном растворе с другой стороны.
На вторую часть вашего вопроса можно ответить кратко: это явление диффузии происходит время от времени и часто с высокой скоростью.
Важно отметить, что только небольшие, относительно гидрофобные молекулы способны диффундировать через бислой фосфолипидов со значительной скоростью. Таким образом, газы (такие как O2 и CO2), гидрофобные молекулы (такие как бензол) и небольшие полярные, но незаряженные молекулы (такие как H2O и этанол) способны диффундировать через плазматическую мембрану. Однако другие биологические молекулы не способны растворяться в гидрофобной внутренней части двойного слоя фосфолипидов. Следовательно, более крупные незаряженные полярные молекулы, такие как глюкоза, не могут пройти через плазматическую мембрану путем пассивной диффузии, как и заряженные молекулы любого размера (включая небольшие ионы, такие как H+, Na+, K+ и Cl-).
Дополнительный или отсутствующий электрон придает иону его заряд. Гидрофильные головные группы бислоя заряжены, а цепи жирных кислот — нет, и они отталкивают заряд.
Существуют также силы отталкивания между гидрофобными и полярными остатками ( поэтому в воде существует бислой ) , однако полярность, по сути, представляет собой спектр. Небольшая относительно неполярная полярная молекула не будет испытывать достаточного отталкивания, чтобы остановить диффузию, но более крупная или более полярная молекула может.
Хотя это и не упоминается в вопросе, эти ионы и другие молекулы могут проникать через мембрану через белковые каналы, которые позволяют, часто с большой специфичностью, ионам и крупным молекулам проходить через мембрану.
В структуре бислоя есть белки, торчащие сквозь мембрану в виде трансмембранных (через всю мембрану), внешних (снаружи) или собственных (внутри) белков. Они действуют как ворота или каналы, пропускающие полярные водорастворимые вещества. Этот процесс известен как облегченная диффузия. Ознакомьтесь со страницей 11 этой статьи.
Некоторым ионам разрешен вход, но это опосредованный процесс активного транспорта, где его регулируют ионные каналы или ворота. Это наблюдается в нейронах при движении электрохимического сигнала по аксону, однако это не происходит автоматически, в отличие от облегченной диффузии.
Что касается второй части вашего вопроса, я чувствую, что вы можете проверить этот вопрос здесь
УПП