Các sự khác biệt chính giữa khuếch tán chủ động và thụ động là sự khuếch tán tích cực hoặc vận chuyển tích cực sử dụng năng lượng để vận chuyển các phân tử chống lại gradien nồng độ trong khi khuếch tán thụ động không cần năng lượng vì nó xảy ra dọc theo gradien nồng độ.
Có nhiều loại hệ thống vận chuyển khác nhau giúp di chuyển các chất từ nơi này đến nơi khác. Về cơ bản, có hai cơ chế vận chuyển; chúng là sự vận chuyển hoặc khuếch tán chủ động và thụ động. Tiêu chí chính cho sự khác biệt giữa khuếch tán chủ động và thụ động là tiêu thụ năng lượng. Vận chuyển chủ động tiêu tốn năng lượng trong khi vận chuyển thụ động không cần năng lượng để xảy ra. Hơn nữa, có một số khác biệt hơn giữa khuếch tán chủ động và thụ động. Mục đích chính của bài viết này là thảo luận về những khác biệt đó trong khi đưa ra hiểu biết về hai cơ chế.
1. Tổng quan và sự khác biệt chính 2. Khuếch tán chủ động là gì 3. Khuếch tán thụ động là gì 4. Điểm giống nhau giữa khuếch tán chủ động và thụ động 5. So sánh song song - Khuếch tán chủ động và bị động ở dạng bảng
6. Tóm tắt
Vận chuyển tích cực [khuếch tán tích cực] là kiểu khuếch tán tiêu tốn năng lượng để vận chuyển các phân tử qua màng từ nơi có nồng độ thấp hơn đến nơi có nồng độ cao hơn so với gradien nồng độ. Nó khác với khuếch tán thụ động vì nó xảy ra đối với gradient nồng độ và nhu cầu năng lượng. Chuyển động ròng của các phân tử xảy ra từ vùng có nồng độ thấp đến vùng có nồng độ cao. Khuếch tán tích cực chịu trách nhiệm cho việc tích lũy các chất dinh dưỡng thiết yếu như ion, glucose, axit amin, vv, bên trong tế bào.
Hơn nữa, vận chuyển tích cực có thể là vận chuyển tích cực chính hoặc vận chuyển tích cực thứ cấp. Vận chuyển tích cực sơ cấp sử dụng năng lượng của ATP trong khi vận chuyển tích cực thứ cấp sử dụng gradien điện hóa. Theo đó, vận chuyển tích cực xảy ra ở người, động vật và tế bào thực vật. Sự vận chuyển các ion khoáng từ dung dịch đất đến các tế bào lông rễ và sự hấp thu đường ở ruột xảy ra do cơ chế khuếch tán tích cực này.
Khuếch tán là một trong những phương pháp phổ biến nhất được tìm thấy trong vận chuyển thụ động. Đó là quá trình tạo điều kiện cho sự di chuyển của các phân tử từ vùng có nồng độ cao hơn sang vùng có nồng độ thấp hơn dọc theo gradien nồng độ. Do đó, khuếch tán thụ động là sự di chuyển của các phân tử từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn qua màng dọc theo gradien nồng độ. Ở đây, chuyển động ròng của các phân tử xảy ra từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp do động năng. Do đó, nó không yêu cầu năng lượng tế bào.
Khuếch tán thụ động có một số loại như khuếch tán đơn giản, khuếch tán thuận lợi, khuếch tán thẩm thấu,… dựa trên phương thức vận chuyển. Trong khuếch tán đơn giản, các chất tan đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp theo một gradient nồng độ mà không có sự tham gia của màng. Trong sự khuếch tán thuận lợi, các protein màng đặc biệt được gọi là protein mang hoặc protein kênh tham gia vào các quá trình. Vì chất mang hoặc protein kênh tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình, nó có tên là "khuếch tán tạo điều kiện".
Một số phân tử lớn không thể đơn giản đi qua màng. Do đó, họ cần được hỗ trợ đặc biệt về phương tiện đi lại. Đó là; các protein vận chuyển nhúng trong màng tế bào được sửa đổi để thực hiện hoạt động này. Ở đây, với mục đích di chuyển, phân tử cụ thể liên kết với protein nghề nghiệp. Tuy nhiên, nó vẫn xảy ra thông qua một gradient nồng độ.
Cuối cùng, thẩm thấu là một kiểu khuếch tán khác, trong đó các phân tử nước di chuyển qua màng bán thấm hoặc thấm chọn lọc từ thế nước cao đến thế nước thấp. Tương tự, lọc cũng là một loại hệ thống vận chuyển thụ động nhưng không được coi là khuếch tán.
Điểm giống nhau giữa Khuếch tán Chủ động và Bị động là gì?
- Khuếch tán hoạt động và thụ động là hai loại quá trình liên quan đến sự di chuyển của các phân tử từ nơi này đến nơi khác.
- Cả hai quá trình đều xảy ra trong tế bào.
- Ngoài ra, cả hai đều là quá trình cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống.
Sự khác biệt giữa Khuếch tán Chủ động và Bị động là gì?
Khuếch tán chủ động sử dụng năng lượng trong khi khuếch tán thụ động thì không. Vì vậy, nó là sự khác biệt chính giữa khuếch tán chủ động và thụ động. Hơn nữa, sự khác biệt đáng kể giữa khuếch tán chủ động và thụ động là sự khuếch tán chủ động xảy ra từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao so với gradient nồng độ trong khi khuếch tán thụ động xảy ra từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp dọc theo gradien nồng độ.
Hơn nữa, chuyển động ròng của các phân tử cũng góp phần tạo ra sự khác biệt giữa khuếch tán chủ động và thụ động. Chuyển động ròng của các phân tử là từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao trong vận chuyển tích cực trong khi nó từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp trong khuếch tán thụ động.
Bên cạnh đó, có hai loại hình vận tải chủ động; vận chuyển tích cực sơ cấp và thứ cấp trong khi có bốn kiểu khuếch tán thụ động; khuếch tán đơn giản, khuếch tán thuận lợi, thẩm thấu và lọc.
Đồ họa thông tin dưới đây về sự khác biệt giữa khuếch tán chủ động và thụ động trình bày những khác biệt này như một so sánh song song.
Tóm tắt - Khuếch tán chủ động và bị động
Khuếch tán chủ động và thụ động là hai phương pháp tạo điều kiện thuận lợi cho chuyển động của các phân tử. Tóm lại sự khác biệt giữa khuếch tán chủ động và thụ động, sự khác biệt chính giữa khuếch tán chủ động và thụ động là yêu cầu năng lượng. Vận chuyển tích cực cần năng lượng. Nhưng, khuếch tán thụ động không cần năng lượng.
Hơn nữa, sự vận chuyển tích cực xảy ra đối với gradien nồng độ trong khi sự khuếch tán thụ động xảy ra dọc theo gradien nồng độ. Hơn nữa, chuyển động ròng của các phân tử trong vận chuyển tích cực diễn ra từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao trong khi chuyển động ròng của các phân tử trong khuếch tán thụ động diễn ra từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.
– Định nghĩa khuếch tán: khuếch tán là sự liên tục vận động các hạt vật chất, hạt đó có thể là ion, là phân tử nước, là chất tan trong dung dịch bất kỳ, trong dịch thân thể hoặc là chất khí.
– Các hình thức khuếch tán qua màng tế bào :
Khuếch tán đơn thuần qua lớp lipid kép
Khuếch tán đơn thuần qua kênh protein và cánh cổng ngăn kênh.
Khuếch tán có gia tốc [khuếch tán được tăng cường]
– Đặc điểm của hình thức khuếch tán
Là sự vân động liên tục của các hạt vật chất
Là sự vận chuyển theo bậc thang điện hoá:
bậc thang nồng độ,
bậc thang áp suất, điện thế.
Sử dụng năng lượng tự nhiên sẵn có lấy từ vận động nhiệt của vật chất – chuyển động Brow [gồm động năng và thế năng], vật chất chỉ ngừng chuyển động khi nhiệt độ ở độ không tuyệt đối [- 237°C hay 10°K ]do đó không tốn hoặc tốn vô cùng ít năng lượng.
– Các yếu tố ảnh hưởng:
- Tính thấm của màng đối với một chất là tốc độ khuếch tán thực của chất đó qua một đơn vị diện tích màng, dưới tác dụng của một đơn vị hiệu nồng độ[ khi không có áp suất và hiệu điện thế]
Tính thấm của màng chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau :
– Bề dày màng [càng dày càng khuếch tán chậm]
– Độ tan trong mỡ của chất khuếch tán [vì màng tế bào có bản chất cấu tạo từ lớp lipid kép do đó độ tan trong mỡ của chất khuếch tán càng cao thì càng qua nhanh]
– Số lượng kênh protein [tốc độ khuếch tán tỉ lệ thuận với số kênh trên một đơn vị diện tích]
– Trọng lượng phân tử của chất khuếch tán [trọng lượng phân tử càng thấp càng dễ khuếch tán], kích thước phân tử của chất khuếch tán [kích thước phân tử càng lớn càng khuếch tán chậm và ngược lại]. Nếu hai chất có cùng trọng lượng phân tử chất nào có kích thước phân tử lớn hơn sẽ khuếch tán chậm hơn.
– Nhiệt độ [tốc độ khuếch tán tỉ lệ thuận với nhiệt độ vì khi nhiệt độ tăng thì sẽ tăng cung cấp năng lượng cho vật chất, năng lượng này sẽ chuyển thành động nang làm cho các hạt vật chất chuyển động nhanh hơn.
Hệ số khuếch tán của màng tế bào kí hiệu là D chính là tính thấm p của toàn màng , do đó bằng tính thấm P nhân với diện tích toàn màng A: D= P * A
- Bậc thang nồng độ : tốc độ khuếch tán thực tỉ lệ với hiệu nồng độ chất khuếch tán giữa hai bên màng tế bào.
Khuếch tán thực = aD [Co – Ci]
Trong dó Co là nồng độ ngoài màng Ci là nồng độ trong màng, d là hệ số khuếch tán.
- Bậc thang điện thế : Khi có chênh lệch hiệu điện thế hai bên màng tế bào, thì có một gradient điện qua màng [tức bậc thang chênh lệch điện thế]. Điện tích dương hấp dẫn các ion âm còn điện tích âm đẩy các ion âm, tạo nên một chênh lệch nồng độ. Chênh lệch nồng độ tăng dần đến mức xu thế khuếch tán do chênh lệch nồng độ bằng xu hế khuếch tán do hiệu điện thế, thì lúc này hệ thống ở vào trạng thái cân bằng động.
- Ảnh hưởng của hiệu áp suất : Khi có hiệu áp suất lớn hai bên màng, thì có dòng phân tử vận động từ bên áp suất cao sang bên áp suất thấp.
Ví dụ: trong trường hợp ở màng mao mạch, áp suất trong mao mạch cao hơn ngoài mao mạch chừng 20 mmHg, nước và các chất tan trong huyết tương khuếch tán ra ngoài mao mạch.