Le membrane plasmatiche sono le barriere che separano le cellule dal loro ambiente. Pensa a loro come ai muri e alle porte che circondano enormi fabbriche, controllando strettamente ciò che entra e ciò che esce. A causa della chimica e della fluidità dei doppi strati di fosfolipidi, alcuni tipi di molecole possono passare liberamente mentre altri tipi non hanno possibilità senza l'aiuto della cellula. I primi tipi di molecole usano una miscela di dimensioni, chimica e forze di diffusione per spremere attraverso quella che sembra essere una barriera impenetrabile.

TL; DR (Too Long; Didn't Read)

Le molecole si diffondono attraverso le membrane plasmatiche da alta concentrazione a bassa concentrazione. Anche se è polare, una molecola di acqua può scivolare attraverso le membrane in base alle sue piccole dimensioni. Anche le vitamine e gli alcoli liposolubili attraversano facilmente le membrane plasmatiche.
Diffusione e concentrazione

La diffusione è la tendenza delle molecole a spostarsi da un'area ad alta concentrazione a un'area a bassa concentrazione. Questa tendenza sorge perché le molecole si muovono casualmente in uno spazio. Il concetto di "diffusione" può essere visto facendo cadere il colorante alimentare in un contenitore d'acqua. Alla fine, le particelle di colorante si diffonderanno uniformemente nel liquido invece di rimanere nello stesso punto. A causa delle differenze tra l'interno della cellula e l'esterno del fluido, la diffusione avverrà naturalmente in entrambe le direzioni. L'unica cosa che si frappone è la membrana plasmatica. Tuttavia, alcuni tipi di molecole possono passare direttamente attraverso la membrana - questa è una semplice diffusione e accade senza alcun input dalla cellula.
Scambio di gas

Molecole di gas come ossigeno diatomico e anidride carbonica sono così piccoli che possono entrare negli spazi vuoti della membrana. Sono anche non polari, il che significa che la carica elettronica si distribuisce uniformemente in tutto il composto. Di conseguenza, l'interno non polare della membrana non li respingerà. Lo scambio di gas attraverso la membrana funziona perfettamente per le cellule umane: l'ossigeno disciolto necessario per la respirazione aerobica è più concentrato all'esterno della cellula mentre l'anidride carbonica, un sottoprodotto dello stesso processo, è più concentrata all'interno della cellula. Di conseguenza, l'ossigeno si diffonde naturalmente nella cellula mentre l'anidride carbonica si diffonde.
Molecole d'acqua polari

Anche se l'acqua è una molecola altamente polare con una distribuzione irregolare della carica dell'elettrone, è abbastanza piccola da passare direttamente attraverso la membrana. Poiché l'acqua può attraversare le barriere cellulari, il corpo umano deve bilanciare attentamente la concentrazione di elettroliti nei fluidi extracellulari. Se il fluido diventa troppo diluito, l'acqua scorre nelle cellule, causandone potenzialmente il rigonfiamento e l'esplosione. D'altra parte, se la concentrazione di sale all'esterno della cellula è troppo elevata, l'acqua scorrerà fuori dalla cellula, portando a un possibile collasso.
Altre molecole

Come potrebbe suggerire il loro nome, vitamine liposolubili - - le vitamine A, D, E e K - possono passare direttamente attraverso la membrana idrofobica (grassa). Anche se sono in qualche modo polari, gli alcoli come l'etanolo possono passare per diffusione semplice in modo simile all'acqua.