Cos'è un gradiente di concentrazione?

La concentrazione di una sostanza è il numero di molecole presenti in un dato volume di liquido o gas.Un gradiente di concentrazione si verifica tra un'area ad alta concentrazione e un'area a bassa concentrazione.In natura, questo si verifica comunemente su ciascun lato di un bordo cellulare o di membrana.Se le particelle possono attraversare liberamente la membrana, avviene un processo chiamato diffusione, in cui le particelle si muovono attraverso il gradiente di concentrazione con un flusso netto verso l'area a bassa concentrazione.Questo movimento di molecole verso il basso il gradiente alla fine porta a entrambe le aree che diventano uguali in concentrazione, uno stato noto come equilibrio dinamico.

L'energia termica provoca molecole nei liquidi e gas a muoversi casualmente in linee rette fino a quando non incontrano altre particelle o superfici che li causanoper cambiare direzione.Il processo noto come diffusione significa che le molecole hanno la tendenza ad allontanarsi dalle aree in cui vi sono alte concentrazioni e a spostarsi verso regioni meno concentrate.Diversi tipi di molecole tendono anche a mescolare insieme.Entrambi questi processi sono al lavoro quando un profumo si diffonde gradualmente attraverso una stanza, mescolando con molecole d'aria.Alla fine, una distribuzione uniforme delle particelle rimuove il gradiente di concentrazione.

In un processo noto come osmosi, le molecole sembrano muoversi nella strada opposta attraverso i gradienti, da concentrazioni basse a alte particelle.Questo può essere visto nei casi in cui una membrana cellulare blocca le particelle di passaggio perché sono troppo grandi.Le molecole d'acqua nella soluzione possono essere abbastanza piccole da passare attraverso la membrana, anche se le particelle disciolte non lo sono.

Le molecole d'acqua si spostano dalla regione al di fuori della cellula, dove la concentrazione di particelle è relativamente bassa, all'interno dell'interno dellacellula, dove c'è un'alta concentrazione di particelle.Allo stesso modo della diffusione, questo movimento riduce il gradiente di concentrazione tra le due aree.Può essere descritto come una forma speciale di diffusione, perché le molecole d'acqua si spostano davvero da un'area di alta concentrazione di acqua a un'area a bassa concentrazione di acqua.

A volte, la biologia cellulare funziona per spostare attivamente le particelle contro un gradiente di concentrazione e controL'influenza dell'osmosi e della diffusione.Quelli che sono noti come meccanismi di trasporto attivo entrano in gioco, come la pompa di sodio-potassio.Questa pompa trasporta molecole di sodio e potassio attraverso la membrana cellulare, garantendo che vi sia un'alta concentrazione di potassio all'interno della cellula e un'alta concentrazione di sodio all'esterno.Il processo richiede ATP, una molecola speciale in cui viene immagazzinata l'energia, che si trova all'interno della cellula.