การไล่ระดับความเข้มข้นทางชีววิทยา ความเข้มข้นและการไล่ระดับไฟฟ้า

สารบัญของเรื่อง "Endocytosis Exocytosis ระเบียบการทำงานของเซลล์":
1. ผลของปั๊ม Na/K (ปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียม) ต่อศักยภาพของเมมเบรนและปริมาตรของเซลล์ ปริมาณเซลล์คงที่

3. เอนโดไซโทซิส เอ็กโซไซโทซิส
4. การแพร่กระจายในการถ่ายโอนสารภายในเซลล์ ความสำคัญของการแพร่กระจายใน endocytosis และ exocytosis
5. การขนส่งแบบแอคทีฟในเยื่อหุ้มออร์แกเนลล์
6. การขนส่งในถุงน้ำของเซลล์
7. การขนส่งโดยการก่อตัวและการทำลายออร์แกเนลล์ ไมโครฟิลาเมนต์
8. ไมโครทูบูล การเคลื่อนไหวอย่างแข็งขันของโครงร่างเซลล์
9. การขนส่งแอกซอน การขนส่งแอกซอนอย่างรวดเร็ว การขนส่งแอกซอนช้า
10. ระเบียบการทำงานของเซลล์ ผลบังคับต่อเยื่อหุ้มเซลล์ ศักยภาพของเมมเบรน
11. สารควบคุมภายนอกเซลล์ ผู้ไกล่เกลี่ย synaptic สารเคมีในท้องถิ่น (ฮีสตามีน, ปัจจัยการเจริญเติบโต, ฮอร์โมน, แอนติเจน)
12. การสื่อสารภายในเซลล์ด้วยการมีส่วนร่วมของผู้ไกล่เกลี่ยที่สอง แคลเซียม.
13. Cyclic adenosine monophosphate, ค่าย ค่ายในการควบคุมการทำงานของเซลล์
14. อิโนซิทอลฟอสเฟต "IF3" อิโนซิทอลไตรฟอสเฟต ไดอะซิกลีเซอรอล

ความหมาย Na/K-ปั๊มสำหรับกรงไม่ได้จำกัดอยู่ที่การทำให้คงตัวของเกรเดียนต์ K+ และ Na+ ปกติทั่วทั้งเมมเบรน พลังงานที่เก็บไว้ในเกรเดียนต์ของเมมเบรน Na+ มักใช้เพื่อขนส่งเมมเบรนสำหรับสารอื่นๆ ตัวอย่างเช่นในรูป 1.10 แสดง "สัญลักษณ์" ของ Na+ และน้ำตาลโมเลกุลเข้าสู่เซลล์ โปรตีนขนส่งเมมเบรนขนส่งโมเลกุลน้ำตาลเข้าสู่เซลล์แม้จะต้านการไล่ระดับความเข้มข้น ในขณะที่ Na+ เคลื่อนที่ไปตามการไล่ระดับความเข้มข้นและศักยภาพให้พลังงานในการขนส่งน้ำตาล การขนส่งน้ำตาลดังกล่าวขึ้นอยู่กับการดำรงอยู่ทั้งหมด โซเดียมความลาดชันสูงฉัน; หากความเข้มข้นของโซเดียมภายในเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญการขนส่งน้ำตาลจะหยุดลง

ข้าว. 1.8. อัตราส่วนระหว่างอัตราการขนส่งโมเลกุลและความเข้มข้นของโมเลกุล (ที่จุดเข้าสู่ช่องทางหรือที่จุดจับของปั๊ม) ระหว่างการแพร่กระจายผ่านช่องทางหรือระหว่างการขนส่งสูบน้ำ หลังอิ่มตัวที่ความเข้มข้นสูง (อัตราสูงสุด V สูงสุด); ค่าบน abscissa ที่สอดคล้องกับครึ่งหนึ่งของความเร็วปั๊มสูงสุด (Vmax/2) คือความเข้มข้นของสมดุล Kt

มีระบบ symport ที่แตกต่างกันสำหรับน้ำตาลที่แตกต่างกัน การขนส่งกรดอะมิโนเข้าไปในเซลล์จะคล้ายกับการขนส่งน้ำตาลที่แสดงในรูปที่ 1.10; มันถูกจัดเตรียมโดย Na+ เกรเดียนต์; มีระบบ symport ที่แตกต่างกันอย่างน้อย 5 ระบบ โดยแต่ละระบบจะเชี่ยวชาญเป็นพิเศษสำหรับกรดอะมิโนกลุ่มเดียวที่เกี่ยวข้อง

ข้าว. 1.10. โปรตีนที่ฝังอยู่ในลิปิด bilayer ของเมมเบรนเป็นสื่อกลางในการนำเข้ากลูโคสและ Na เข้าสู่เซลล์ เช่นเดียวกับการต้าน Ca/Na ซึ่งการไล่ระดับ Na ที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เป็นแรงผลักดัน

นอกเหนือจาก ระบบ symportยังมี ต่อต้านพอร์ต". ตัวอย่างเช่น หนึ่งในนั้นถ่ายเทแคลเซียมไอออนหนึ่งตัวออกจากเซลล์ในรอบเดียวเพื่อแลกกับโซเดียมไอออนที่เข้ามาสามตัว (รูปที่ 1.10) พลังงานสำหรับการขนส่ง Ca2+ เกิดขึ้นเนื่องจากการป้อนโซเดียมไอออนสามตัวตามความเข้มข้นและการไล่ระดับที่อาจเกิดขึ้น พลังงานนี้เพียงพอ (ที่ศักยภาพในการพัก) เพื่อรักษาระดับแคลเซียมไอออนให้สูง (จากน้อยกว่า 10 -7 โมล/ลิตรภายในเซลล์เป็นประมาณ 2 มิลลิโมล/ลิตรภายนอกเซลล์)

ความเข้มข้นคืออะไร? ในความหมายกว้าง นี่คืออัตราส่วนของปริมาตรของสารและจำนวนอนุภาคที่ละลายในนั้น คำจำกัดความนี้มีอยู่ในหลากหลายสาขาวิชา ตั้งแต่ฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ ไปจนถึงปรัชญา ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึงการใช้แนวคิดเรื่อง "สมาธิ" ในทางชีววิทยาและเคมี

ไล่โทนสี

แปลจากภาษาละตินคำนี้หมายถึง "การเติบโต" หรือ "การเดิน" นั่นคือมันเป็น "นิ้วชี้" ซึ่งแสดงทิศทางที่ค่าใด ๆ เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้ พูด ความสูงเหนือระดับน้ำทะเล ณ จุดต่างๆ บนโลก การไล่ระดับ (ความสูง) ในแต่ละจุดบนแผนที่จะแสดงเวกเตอร์ของค่าที่เพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงทางขึ้นที่ชันที่สุด

ในวิชาคณิตศาสตร์ คำนี้ปรากฏขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่สิบเก้าเท่านั้น แม็กซ์เวลล์แนะนำและเสนอชื่อของเขาเองสำหรับปริมาณนี้ นักฟิสิกส์ใช้แนวคิดนี้เพื่ออธิบายความเข้มของสนามไฟฟ้าหรือสนามโน้มถ่วง ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์

ไม่เพียงแค่ฟิสิกส์เท่านั้น แต่วิทยาศาสตร์อื่นๆ ยังใช้คำว่า "การไล่ระดับสี" ด้วย แนวคิดนี้สามารถสะท้อนทั้งลักษณะเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของสาร เช่น ความเข้มข้นหรืออุณหภูมิ

การไล่ระดับความเข้มข้น

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าสมาธิคืออะไร? ซึ่งแสดงสัดส่วนของสารที่มีอยู่ในสารละลาย สามารถคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ของมวล จำนวนโมลหรืออะตอมในก๊าซ (สารละลาย) เศษส่วนของทั้งหมด ตัวเลือกที่กว้างเช่นนี้ทำให้สามารถแสดงอัตราส่วนได้แทบทุกอย่าง และไม่เพียงแต่ในฟิสิกส์หรือชีววิทยาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในวิทยาศาสตร์อภิปรัชญาด้วย

แต่โดยทั่วไป การไล่ระดับความเข้มข้นเป็นตัวกำหนดลักษณะปริมาณและทิศทางของการเปลี่ยนแปลงของสารในสิ่งแวดล้อมพร้อมๆ กัน

คำนิยาม

สามารถคำนวณการไล่ระดับความเข้มข้นได้หรือไม่? สูตรของมันคือเฉพาะระหว่างการเปลี่ยนแปลงเบื้องต้นในความเข้มข้นของสารและเส้นทางยาวที่สารจะต้องเอาชนะเพื่อให้บรรลุสมดุลระหว่างสองสารละลาย ทางคณิตศาสตร์แสดงโดยสูตร C \u003d dC / dl

การมีระดับความเข้มข้นระหว่างสารสองชนิดทำให้สารทั้งสองผสมกัน หากอนุภาคเคลื่อนจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังพื้นที่ที่ต่ำกว่า จะเรียกว่าการแพร่ และหากมีสิ่งกีดขวางแบบกึ่งซึมผ่านได้ระหว่างกัน จะเรียกว่าออสโมซิส

การขนส่งที่ใช้งาน

การขนส่งแบบแอคทีฟและพาสซีฟสะท้อนการเคลื่อนไหวของสารผ่านเยื่อหุ้มหรือชั้นเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ โปรโตซัว พืช สัตว์ และมนุษย์ กระบวนการนี้เกิดขึ้นโดยใช้พลังงานความร้อน เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสารจะดำเนินการกับระดับความเข้มข้น: จากเล็กไปใหญ่ ส่วนใหญ่มักใช้อะดีโนซีนไตรฟอสเฟตหรือเอทีพีเพื่อทำปฏิกิริยาดังกล่าวซึ่งเป็นโมเลกุลที่เป็นแหล่งพลังงานสากล 38 จูล

มี ATP หลายรูปแบบที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ พลังงานที่มีอยู่ในนั้นจะถูกปล่อยออกมาเมื่อโมเลกุลของสารถูกถ่ายโอนผ่านปั๊มที่เรียกว่า เหล่านี้เป็นรูพรุนในผนังเซลล์ที่ดูดซับและปั๊มอิออนอิเล็กโทรไลต์อย่างเฉพาะเจาะจง นอกจากนี้ยังมีรูปแบบการขนส่งดังกล่าวเป็นสัญลักษณ์ ในกรณีนี้ สารสองชนิดถูกขนส่งพร้อมกัน: สารหนึ่งออกจากเซลล์และอีกสารหนึ่งเข้าสู่เซลล์ สิ่งนี้ช่วยประหยัดพลังงาน

การขนส่งทางตุ่ม

ใช้งานอยู่และเกี่ยวข้องกับการขนส่งสารในรูปแบบของถุงหรือถุงน้ำดังนั้นกระบวนการนี้จึงเรียกว่าการขนส่งแบบตุ่มตามลำดับ มีสองประเภท:

1. เอนโดไซโทซิส ในกรณีนี้ฟองจะเกิดขึ้นจากเยื่อหุ้มเซลล์ในกระบวนการดูดซับสารที่เป็นของแข็งหรือของเหลวด้วย ถุงอาจเรียบหรือมีขอบ ไข่ เม็ดเลือดขาว และเยื่อบุผิวของไตมีลักษณะเช่นนี้
2. เอ็กโซไซโทซิส ตามชื่อที่บ่งบอก กระบวนการนี้ตรงกันข้ามกับกระบวนการก่อนหน้า ภายในเซลล์มีออร์แกเนลล์ (เช่น อุปกรณ์กอลจิ) ที่ "บรรจุ" สารลงในถุงน้ำ และพวกมันก็ออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ในเวลาต่อมา

การขนส่งแบบพาสซีฟ: การแพร่กระจาย

การเคลื่อนไหวตามไล่ระดับความเข้มข้น (จากสูงไปต่ำ) เกิดขึ้นโดยไม่ต้องใช้พลังงาน การขนส่งแบบพาสซีฟมีสองประเภท: ออสโมซิสและการแพร่กระจาย หลังเรียบง่ายและน้ำหนักเบา

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างออสโมซิสคือกระบวนการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเกิดขึ้นผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ และการแพร่กระจายไปตามไล่ระดับความเข้มข้นเกิดขึ้นในเซลล์ที่มีเมมเบรนที่มีโมเลกุลไขมันสองชั้น ทิศทางการขนส่งขึ้นอยู่กับปริมาณของสารทั้งสองข้างของเมมเบรนเท่านั้น ด้วยวิธีนี้ โมเลกุลของขั้ว ยูเรีย จะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ และโปรตีน น้ำตาล ไอออน และ DNA ไม่สามารถแทรกซึมได้

ในระหว่างการแพร่ โมเลกุลมักจะเติมปริมาตรที่มีอยู่ทั้งหมด รวมทั้งทำให้ความเข้มข้นทั้งสองด้านของเมมเบรนเท่ากัน มันเกิดขึ้นที่เมมเบรนไม่สามารถซึมผ่านหรือซึมผ่านสารได้ไม่ดี ในกรณีนี้จะได้รับผลกระทบจากแรงออสโมติก ซึ่งทำให้ทั้งบาเรียหนาแน่นขึ้นและยืดออก การเพิ่มขนาดของช่องสูบน้ำ

อำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย

เมื่อระดับความเข้มข้นไม่เพียงพอสำหรับการขนส่งสาร โปรตีนจำเพาะก็เข้ามาช่วยเหลือ พวกมันอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ในลักษณะเดียวกับโมเลกุล ATP ต้องขอบคุณพวกเขาที่ทำให้การขนส่งทั้งแบบแอคทีฟและพาสซีฟสามารถทำได้

ด้วยวิธีนี้ โมเลกุลขนาดใหญ่ (โปรตีน ดีเอ็นเอ) สารที่มีขั้ว ซึ่งรวมถึงกรดอะมิโนและน้ำตาล ไอออน จะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เนื่องจากการมีส่วนร่วมของโปรตีน อัตราการขนส่งจึงเพิ่มขึ้นหลายเท่าเมื่อเทียบกับการแพร่กระจายแบบธรรมดา แต่การเร่งความเร็วนี้ขึ้นอยู่กับสาเหตุบางประการ:

• การไล่ระดับวัสดุภายในและภายนอกเซลล์
• จำนวนโมเลกุลของตัวพา
• อัตราการผูกมัดของสารและตัวพา
• อัตราการเปลี่ยนแปลงผิวด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์

อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ การขนส่งจะดำเนินการเนื่องจากการทำงานของโปรตีนพาหะและพลังงานของเอทีพีในกรณีนี้ไม่ได้ใช้

คุณสมบัติหลักที่กำหนดลักษณะการแพร่กระจายที่สะดวกคือ:

1. ถ่ายโอนสารได้รวดเร็ว
2. การคัดเลือกการขนส่ง
3. ความอิ่มตัว (เมื่อโปรตีนทั้งหมดถูกครอบครอง)
4. การแข่งขันระหว่างสาร (เนื่องจากความสัมพันธ์ของโปรตีน)
5. ความไวต่อสารเคมีจำเพาะ - สารยับยั้ง

ออสโมซิส

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ออสโมซิสคือการเคลื่อนที่ของสารตามไล่ระดับความเข้มข้นผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ กระบวนการออสโมซิสได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วนที่สุดโดยหลักการของเลชาเตอลิเยร์-บราวน์ มันบอกว่าถ้าระบบในภาวะสมดุลได้รับอิทธิพลจากภายนอก ระบบก็จะมีแนวโน้มที่จะกลับสู่สถานะเดิม ครั้งแรกที่ปรากฏการณ์ออสโมซิสถูกพบในกลางศตวรรษที่ 18 แต่ก็ไม่ได้ให้ความสำคัญมากนัก การวิจัยเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้เริ่มขึ้นในอีกร้อยปีต่อมา

องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในปรากฏการณ์ออสโมซิสคือเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ซึ่งช่วยให้ผ่านได้เฉพาะโมเลกุลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหรือคุณสมบัติบางอย่างเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในสารละลายสองชนิดที่มีความเข้มข้นต่างกัน ตัวทำละลายเท่านั้นที่จะผ่านสิ่งกีดขวาง นี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าความเข้มข้นทั้งสองด้านของเมมเบรนจะเท่ากัน

ออสโมซิสมีบทบาทสำคัญในชีวิตเซลล์ ปรากฏการณ์นี้อนุญาตให้เฉพาะสารที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตเพื่อแทรกซึมเข้าไป เซลล์เม็ดเลือดแดงมีเมมเบรนที่ช่วยให้น้ำ ออกซิเจน และสารอาหารผ่านเข้าไปได้เท่านั้น แต่โปรตีนที่สร้างภายในเซลล์เม็ดเลือดแดงไม่สามารถออกไปได้

ปรากฏการณ์ออสโมซิสยังพบการประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันอีกด้วย ผู้คนในกระบวนการเกลืออาหารใช้หลักการของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลอย่างแม่นยำตามการไล่ระดับความเข้มข้นโดยไม่ต้องสงสัยเลย น้ำเกลืออิ่มตัว "ดึง" น้ำทั้งหมดออกจากผลิตภัณฑ์ ซึ่งช่วยให้เก็บไว้ได้นานขึ้น

Dx คือการไล่ระดับความเข้มข้น

T - อุณหภูมิสัมบูรณ์

เอ็ม โมล

Jm = ––- ––––(–- ––––) ; ม. - ปริมาณของสาร

S × t m กับ Jm - (เจย์) – ความหนาแน่นของฟลักซ์ของสาร

ศักย์ไฟฟ้าเคมี- มีค่าเท่ากับพลังงาน Gibbs Gต่อโมลของสารที่กำหนดในสนามไฟฟ้า

พลังงานกิ๊บส์ฟรี (หรือเพียงแค่พลังงานกิ๊บส์หรือศักย์กิ๊บส์หรือศักย์ทางอุณหพลศาสตร์ในแง่ที่แคบ) เป็นปริมาณที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของพลังงานระหว่างปฏิกิริยาเคมีและให้คำตอบสำหรับคำถามของความเป็นไปได้พื้นฐาน ของปฏิกิริยาเคมี เป็นศักย์ทางอุณหพลศาสตร์ของรูปแบบต่อไปนี้:

G=U+PV–TS

โดยที่ U - พลังงานภายใน, P - ความดัน, V - ปริมาตร, T - อุณหภูมิสัมบูรณ์, S - เอนโทรปี

(Thermodynamic entropy S มักเรียกง่าย ๆ ว่าเอนโทรปี ในวิชาเคมีและอุณหพลศาสตร์เป็นหน้าที่ของสถานะของระบบเทอร์โมไดนามิกส์)

พลังงานกิ๊บส์สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นพลังงานเคมีทั้งหมดของระบบ (คริสตัล ของเหลว ฯลฯ)

แนวคิดเรื่องพลังงานกิ๊บส์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอุณหพลศาสตร์และเคมี

เอนโทรปีเทอร์โมไดนามิก S มักเรียกง่าย ๆ ว่าเอนโทรปีในวิชาเคมีและอุณหพลศาสตร์เป็นหน้าที่ของสถานะของระบบอุณหพลศาสตร์

สำหรับสารละลายเจือจาง ความหนาแน่นของฟลักซ์ของสารถูกกำหนดโดย สมการ Nernst-Planck

d×Cd×φ

jm=–ยู×R×T––––- –U×C×Z×F––––- ;

d × x d × x

ยู–การเคลื่อนที่ของอนุภาค

R- ค่าคงที่ของแก๊ส 8.31 j / mol

กระแสตรง

z–ประจุของอิออนอิเล็กโทรไลต์

F-number ของฟาราเดย์ 96500 กก./โมล

dφ-ศักย์สนามไฟฟ้า

dφ

มีเหตุผลสองประการในการถ่ายโอนสสารระหว่างการขนส่งแบบพาสซีฟ: การไล่ระดับความเข้มข้นและการไล่ระดับศักย์ไฟฟ้า. (เครื่องหมายลบที่ด้านหน้าของเกรเดียนต์บ่งชี้ว่าเกรเดียนท์ของความเข้มข้นทำให้สารย้ายจากที่ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังที่ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า) การไล่ระดับศักย์ไฟฟ้าทำให้เกิดการถ่ายโอนประจุบวกจากสถานที่ที่มีศักยภาพสูงไปยังสถานที่ที่มีศักยภาพต่ำกว่า

อาจมีการถ่ายโอนสารแบบพาสซีฟจากสถานที่ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าไปยังสถานที่ที่มีความเข้มข้นสูงกว่า (ถ้าเทอมที่สองของสมการมากกว่าค่าแรกสุดในค่าสัมบูรณ์)

ถ้าไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ Z=0; หรือไม่มีสนามไฟฟ้าจึงเกิดการแพร่แบบง่าย ๆ - กฎของฟิค

เจม =–-D ×––––;

D คือสัมประสิทธิ์การแพร่

- –- ––– การไล่ระดับความเข้มข้น

การแพร่กระจาย -การเคลื่อนที่ของสารที่เกิดขึ้นเองจากที่ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังสถานที่ที่มีความเข้มข้นของสารต่ำกว่า อันเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่วุ่นวายของโมเลกุล

การแพร่กระจายของสารผ่านลิปิดไบเลเยอร์เกิดจากการไล่ระดับความเข้มข้นผ่านเมมเบรน ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของเมมเบรนขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเมมเบรนและสารที่ขนส่ง (ถ้าความเข้มข้นของสารที่พื้นผิวในเมมเบรนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นที่พื้นผิวด้านนอกเมมเบรน)

ป=-–- ––- – ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่าน

K–ค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย ซึ่งแสดงอัตราส่วนของความเข้มข้นของสารภายนอกเมมเบรนและภายใน

หลี่–ความหนาของเมมเบรน

D คือสัมประสิทธิ์การแพร่

ค่าสัมประสิทธิ์ยิ่งการซึมผ่านมากขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ยิ่งมากขึ้น (ความหนืดของเมมเบรนยิ่งต่ำ) เมมเบรนยิ่งบางลง และสารจะละลายในเมมเบรนได้ดีขึ้น

สารที่ไม่มีขั้ว - กรดไขมันอินทรีย์ - ซึมผ่านเมมเบรนได้ดี, ไม่ดี - สารที่ละลายน้ำได้มีขั้ว: เกลือ, เบส, น้ำตาล, กรดอะมิโน

ในระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน ระนาบอิสระขนาดเล็กจะก่อตัวขึ้นระหว่างหางซึ่งเรียกว่าใบพัด ซึ่งโมเลกุลของขั้วสามารถทะลุผ่านได้ ยิ่งโมเลกุลมีขนาดใหญ่เท่าใด การซึมผ่านของเมมเบรนของสารนี้ก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น หัวกะทิของการถ่ายโอนจะมั่นใจได้โดยชุดของรูพรุนของรัศมีบางอย่างในเมมเบรนซึ่งสอดคล้องกับขนาดของอนุภาคที่เจาะเข้าไป

อำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย- เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของโมเลกุลพาหะ พาหะของโพแทสเซียมไอออนคือ valinomycin ซึ่งมีรูปร่างของข้อมือ ด้านในบุด้วยกลุ่มขั้ว และด้านนอกมีกลุ่มไม่มีขั้ว โดดเด่นด้วยการคัดเลือกสูง วาลิโนมัยซินสร้างสารเชิงซ้อนที่มีโพแทสเซียมไอออนเข้าสู่ข้อมือ และยังสามารถละลายได้ในระยะไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์ เนื่องจากโมเลกุลภายนอกของยานี้ไม่มีขั้ว

โมเลกุลของวาลิโนมัยซินที่ผิวเมมเบรนจับไอออนโพแทสเซียมและเคลื่อนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ การถ่ายโอนสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งสองทิศทาง

การแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกเกิดขึ้นจากสถานที่ที่มีความเข้มข้นของสารที่ถ่ายโอนสูงกว่าไปยังสถานที่ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า

ความแตกต่างระหว่างความสะดวกการแพร่กระจายและง่าย:

1) การโอนสสารกับผู้ขนส่งทำได้เร็วกว่า

2) Facilitated diffusion มีคุณสมบัติของความอิ่มตัว โดยการเพิ่มความเข้มข้นที่ด้านหนึ่งของเมมเบรน ความหนาแน่นของฟลักซ์จะเพิ่มขึ้นจนกว่าโมเลกุลของพาหะทั้งหมดจะถูกครอบครอง

3) ด้วยการอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย การแข่งขันของสารที่ขนส่งจะถูกสังเกตเมื่อสารต่าง ๆ ถูกขนส่งโดยผู้ขนส่ง ในเวลาเดียวกันสารบางชนิดทนได้ดีกว่าสารอื่น ๆ และการเพิ่มสารบางชนิดทำให้การขนส่งสารอื่นทำได้ยาก ดังนั้น จากน้ำตาล กลูโคสจะทนได้ดีกว่าฟรุกโตส ฟรุกโตสดีกว่าไซโลส และไซโลสดีกว่าอะราบิโนส .

4) มีสารที่ขัดขวางการแพร่กระจาย - พวกมันก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ที่แข็งแกร่งด้วยโมเลกุลของพาหะ โมเลกุลที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ - ตัวพาซึ่งจับจ้องอยู่ที่เมมเบรนจะถูกถ่ายโอนจากโมเลกุลหนึ่งไปยังอีกโมเลกุลหนึ่ง

การกรอง-การเคลื่อนที่ของสารละลายผ่านรูพรุนในเมมเบรนภายใต้การกระทำของแรงดันไล่ระดับ อัตราการถ่ายโอนระหว่างการกรองเป็นไปตามกฎหมายของ Poiseuille

D v P1 – P2

–- –– = - ––––––;

ศักยภาพสมดุลคือค่าความแตกต่างของประจุไฟฟ้าของเมมเบรนที่กระแสของไอออนเข้าและออกจากเซลล์จะเท่ากัน กล่าวคือ อันที่จริงอิออนจะไม่เคลื่อนที่

ความเข้มข้นของโพแทสเซียมไอออนภายในเซลล์นั้นสูงกว่าของเหลวนอกเซลล์อย่างมาก ในขณะที่ความเข้มข้นของโซเดียมและคลอไรด์ไอออนนั้นสูงกว่ามากในของเหลวนอกเซลล์ แอนไอออนอินทรีย์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

ความแตกต่างของความเข้มข้นนี้หรือ การไล่ระดับความเข้มข้นเป็นแรงผลักดันสำหรับการแพร่กระจายของไอออนที่ละลายไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าหรือตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ไปสู่ระดับพลังงานที่ต่ำกว่า ดังนั้นโซเดียมไอออนบวกจะต้องกระจายเข้าไปในเซลล์และโพแทสเซียมไอออนบวกจะต้องกระจายออกไป

จำเป็นต้องคำนึงถึงการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์สำหรับไอออนต่างๆ และแตกต่างกันไปตามสถานะของกิจกรรมของเซลล์ ส่วนที่เหลือจะเปิดเฉพาะช่องไอออนสำหรับโพแทสเซียมที่พลาสมาเมมเบรนซึ่งไอออนอื่น ๆ ไม่สามารถผ่านได้

โพแทสเซียมไอออนออกจากเซลล์จะลดจำนวนประจุบวกในเซลล์และในขณะเดียวกันก็เพิ่มจำนวนที่ผิวด้านนอกของเมมเบรน แอนไอออนอินทรีย์ที่เหลืออยู่ในเซลล์เริ่มจำกัดการปลดปล่อยโพแทสเซียมไอออนบวกเพิ่มเติม เนื่องจากสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างแอนไอออนของพื้นผิวด้านในของเมมเบรนกับไอออนบวกของพื้นผิวด้านนอกและปรากฏขึ้น แรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิต. เยื่อหุ้มเซลล์เองกลายเป็นโพลาไรซ์: ประจุบวกถูกจัดกลุ่มที่พื้นผิวด้านนอกและประจุลบจะถูกจัดกลุ่มที่ชั้นใน

ดังนั้น หากเมมเบรนพร้อมที่จะส่งผ่านไอออนใดๆ ทิศทางของกระแสไอออนจะถูกกำหนดโดยสองสถานการณ์: การไล่ระดับความเข้มข้นและการกระทำของสนามไฟฟ้า และการไล่ระดับความเข้มข้นสามารถกำหนดทิศทางของไอออนได้ในทิศทางเดียว และ สนามไฟฟ้าในอีกทางหนึ่ง เมื่อแรงทั้งสองนี้สมดุลกัน การไหลของไอออนจะหยุดลง เนื่องจากจำนวนไอออนที่เข้าสู่เซลล์จะเท่ากับจำนวนที่ปล่อยออกไป สถานะนี้เรียกว่า ศักยภาพสมดุล.

การขนส่งที่ใช้งานตู่

การแพร่กระจายของไอออนควรลดการไล่ระดับความเข้มข้น แต่สมดุลของความเข้มข้นอาจหมายถึงการตายของเซลล์ ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่มันใช้ทรัพยากรพลังงานมากกว่า 1/3 ในการรักษาระดับการไล่ระดับสี และรักษาความไม่สมดุลของไอออนิก การขนส่งไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์กับการไล่ระดับความเข้มข้นจะทำงาน กล่าวคือ โหมดการขนส่งที่ใช้พลังงานสูงมีให้โดยปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม

เป็นโปรตีนจากเยื่อหุ้มเซลล์ที่สำคัญขนาดใหญ่ที่ขจัดโซเดียมไอออนออกจากเซลล์อย่างต่อเนื่องและปั๊มโพแทสเซียมไอออนเข้าไปพร้อมกัน โปรตีนนี้มีคุณสมบัติของ ATPase ซึ่งเป็นเอ็นไซม์ที่สลาย ATP บนพื้นผิวด้านในของเมมเบรน โดยที่โปรตีนจับโซเดียมไอออนสามตัว พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการแตกตัวของโมเลกุล ATP นั้นถูกใช้เพื่อสร้างฟอสโฟรีเลตบางส่วนของโปรตีนปั๊ม หลังจากนั้นโครงสร้างของโปรตีนจะเปลี่ยนไปและนำโซเดียมไอออนสามตัวออกจากเซลล์ แต่ในเวลาเดียวกันก็ดึงโพแทสเซียมไอออนสองตัวจากภายนอกและ นำเข้าสู่เซลล์ (รูปที่ 4.1)

ดังนั้นในรอบปั๊มเดียวโซเดียมไอออนสามตัวจะถูกลบออกจากเซลล์แนะนำโพแทสเซียมไอออนสองตัวและพลังงานของโมเลกุล ATP หนึ่งตัวจะถูกใช้ไปกับงานนี้ นี่คือการรักษาความเข้มข้นของโพแทสเซียมในเซลล์และโซเดียมในพื้นที่นอกเซลล์ เมื่อพิจารณาว่าทั้งโซเดียมและโพแทสเซียมเป็นไพเพอร์ กล่าวคือ มีประจุบวก ดังนั้นผลรวมของปั๊มหนึ่งรอบสำหรับการจ่ายประจุไฟฟ้าคือการกำจัดประจุบวกหนึ่งประจุออกจากเซลล์ จากกิจกรรมนี้ เมมเบรนจะกลายเป็นค่าลบจากด้านในมากขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมจึงถือได้ว่าเป็นอิเล็กโทรเจนิก

ใน 1 วินาที ปั๊มสามารถกำจัดโซเดียมไอออนประมาณ 200 ไอออนออกจากเซลล์ และถ่ายเทโพแทสเซียมไอออนประมาณ 130 ไอออนไปยังเซลล์พร้อมกัน และสามารถวางปั๊มดังกล่าว 100-200 ตัวบนพื้นผิวเมมเบรนหนึ่งตารางไมโครเมตร นอกจากโซเดียมและโพแทสเซียมแล้ว ปั๊มยังขนส่งกลูโคสและกรดอะมิโนไปยังเซลล์ด้วยการไล่ระดับความเข้มข้น สิ่งนี้เหมือนผ่านการขนส่งได้รับชื่อ: symport ประสิทธิภาพของปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียมขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของโซเดียมไอออนในเซลล์: ยิ่งสูง ปั๊มก็จะยิ่งทำงานเร็วขึ้น หากความเข้มข้นของโซเดียมไอออนในเซลล์ลดลง ปั๊มก็จะลดกิจกรรมลง

นอกจากปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมในเยื่อหุ้มเซลล์แล้ว ยังมีปั๊มพิเศษสำหรับแคลเซียมไอออนอีกด้วย พวกเขายังใช้พลังงานของ ATP เพื่อนำแคลเซียมไอออนออกจากเซลล์ ส่งผลให้เกิดการไล่ระดับความเข้มข้นของแคลเซียมที่มีนัยสำคัญ: มีแคลเซียมอยู่นอกเซลล์มากกว่าในเซลล์ สิ่งนี้ทำให้แคลเซียมไอออนพยายามเข้าสู่เซลล์อย่างต่อเนื่อง แต่เยื่อหุ้มเซลล์อยู่นิ่งแทบจะไม่ยอมให้ไอออนเหล่านี้ผ่านไปได้ อย่างไรก็ตาม บางครั้งเมมเบรนจะเปิดช่องสำหรับไอออนเหล่านี้ และจากนั้นก็มีบทบาทสำคัญในการปลดปล่อยตัวกลางไกล่เกลี่ยหรือในการกระตุ้นเอนไซม์บางชนิด

ดังนั้นการขนส่งแบบแอคทีฟจะสร้างความเข้มข้นและการไล่ระดับไฟฟ้าที่มีบทบาทสำคัญในชีวิตทั้งหมดของเซลล์

สาขาวิชา: โพลีเมอร์, เส้นใยสังเคราะห์, ยาง, ยาง

ค่อนข้างยากที่จะเห็นภาพการก่อตัวของการไล่ระดับความเข้มข้นในสารแขวนลอยเนื่องจากอิทธิพลของโมเลกุลตัวทำละลาย ปรากฏการณ์นี้สามารถเปรียบเทียบได้กับพฤติกรรมของส่วนผสมของก๊าซสองชนิดที่อุณหภูมิและความดันคงที่ แต่ด้วยการไล่ระดับความเข้มข้นของส่วนประกอบทั้งสอง พิจารณาระนาบที่ลากผ่านส่วนผสมของก๊าซดังกล่าวในแนวตั้งฉากกับทิศทางของการไล่ระดับความเข้มข้น สมมติว่าความเข้มข้นขององค์ประกอบ A อยู่ที่ด้านซ้ายของระนาบสูงกว่าและด้านขวาล่าง การกระจายขององค์ประกอบ B ควรกลับรายการ ในหน่วยเวลา โมเลกุล A จำนวนหนึ่งต้องชนกันทางด้านซ้ายของระนาบมากกว่าทางด้านขวา สำหรับโมเลกุล B สิ่งที่ตรงกันข้ามคือความจริง ดังนั้นโมเลกุล A จำนวนมากจะเคลื่อนที่ผ่านระนาบจากซ้ายไปขวา และในทำนองเดียวกันโมเลกุล B จำนวนมากขึ้นจะเคลื่อนที่จากขวาไปซ้ายในทำนองเดียวกัน เป็นผลให้ความเข้มข้นของทั้งสององค์ประกอบจะเท่ากัน กระบวนการนี้คือการแพร่กระจายของก๊าซ หากตอนนี้เราส่งผ่านไปยังสารแขวนลอยของเหลวซึ่งมีการไล่ระดับความเข้มข้นที่คล้ายกันของอนุภาคแขวนลอย เป็นที่แน่ชัดว่าเราสามารถอธิบายเหตุผลก่อนหน้านี้ซ้ำได้โดยนำไปใช้กับการเคลื่อนที่ของอนุภาคของแข็งและโมเลกุลตัวทำละลายผ่านระนาบที่วาดเป็นมุมฉาก เพื่อไล่ระดับความเข้มข้น อย่างไรก็ตาม จำนวนอนุภาคทั้งหมดต่อปริมาตรของหน่วยจะไม่คงที่ และต้องเปลี่ยนอาร์กิวเมนต์ตามนั้น เป็นที่ชัดเจนว่าจำนวนของโมเลกุลตัวทำละลายที่ข้ามระนาบในทิศทางจากสถานที่ที่มีอนุภาคแขวนลอยที่มีความเข้มข้นสูงจะน้อยกว่าในทิศทางตรงกันข้ามเนื่องจากมีอนุภาคที่ขวางทางอยู่

กฎของ Fick สำหรับการแพร่กระจายในทิศทางเดียวเกี่ยวข้องกับฟลักซ์ของอนุภาคบวก A กับการไล่ระดับความเข้มข้นที่มุ่งเชิงลบ (ความหนาแน่นคงที่และความเข้มข้นของอนุภาคต่ำ):

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น สารอิเล็กโทรแอกทีฟไปถึงพื้นผิวอิเล็กโทรดอันเป็นผลมาจาก: 1) การแพร่กระจายเนื่องจากการไล่ระดับความเข้มข้นระหว่างพื้นผิวอิเล็กโทรดและปริมาตรของสารละลาย และ 2) การเคลื่อนตัวทางไฟฟ้าของอนุภาคที่มีประจุเนื่องจากการไล่ระดับที่อาจเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรด และวิธีแก้ปัญหา กระแสอพยพนี้จะต้องถูกกำจัดหรือลดให้มากที่สุดโดยการเพิ่มอิเล็กโทรไลต์เฉื่อยมากเกินไปซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาที่อิเล็กโทรด กระแสจำกัดที่เกิดขึ้นในกรณีนี้จะเป็นเพียงกระแสแพร่ เพื่อหลีกเลี่ยงกระแสการอพยพ ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์เฉื่อยต้องมีความเข้มข้นอย่างน้อย 50 เท่าของความเข้มข้นของสารอิเล็กโทรแอกทีฟ

ด้วยกระแสการแพร่ในอุดมคติ สารอิเล็กโทรแอกทีฟจะไปถึงอิเล็กโทรดเท่านั้นอันเป็นผลมาจากการแพร่เนื่องจากการไล่ระดับความเข้มข้นที่เกิดจากการสูญเสียของสารที่อิเล็กโทรด การไล่ระดับสีนี้มีอยู่ตลอดชั้นการแพร่กระจาย โดยที่ความเข้มข้นเปลี่ยนจากเกือบศูนย์บนพื้นผิวอิเล็กโทรดไปเป็นความเข้มข้นที่มีอยู่ในสารละลายจำนวนมาก กระแสการแพร่สามารถกำหนดได้จากความสูงของคลื่นบนเส้นกราฟแรงดันกระแส

กฎพื้นฐานของการแพร่กระจายเป็นไปตามที่ทราบกันดีว่ากำหนดโดยฟิค กฎข้อแรกของฟิคกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลของการแพร่กระจาย / และการไล่ระดับความเข้มข้น C ตามระยะทาง x จาก

เนื่องจากความชื้นสามารถขจัดออกจากผลิตภัณฑ์ดินเหนียวได้โดยการระเหยออกจากพื้นผิวเท่านั้น และจากชิ้นส่วนภายในจะเคลื่อนออกไปด้านนอกภายใต้การกระทำของแรงที่เกี่ยวข้องกับการไล่ระดับความเข้มข้นเท่านั้น จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะกำจัดการเสียรูปการหดตัวระหว่างการอบแห้งได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม สามารถย่อให้เล็กสุดได้ด้วยเวลาการอบแห้งที่เพียงพอ และด้วยการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสมซึ่งจำเป็นเพื่อขจัดการกระจายความชื้นบนพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ การควบคุมนี้ร่วมกับการจัดการความร้อน ทำได้ดีที่สุดโดยใช้เครื่องทำลมแห้งแบบทวนกระแส โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเภทอุโมงค์ ยิ่งผสมพลาสติกและรูปร่างซับซ้อนมากขึ้นเท่าไหร่ ก็ยิ่งทำให้แห้งได้ทั่วถึง**

เมื่อทำการสกัดตัวอย่างโพลีเมอร์ด้วยของเหลวที่มีกำลังการละลายเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่าจะละลายก่อนแล้วจึงส่วนที่เหลือ การปรับปรุงกำลังการละลายทำได้โดยการเปลี่ยนอุณหภูมิหรือองค์ประกอบของของเหลวที่สกัด ผลลัพธ์ที่ดีเป็นพิเศษจะได้รับ เมื่อใช้คอลัมน์ที่มีความเข้มข้นและไล่ระดับอุณหภูมิ เมื่อมีการละลายหลายครั้งและการสะสมของพอลิเมอร์

ที่ความเร็วการหมุน (4-6)-104 รอบต่อนาที ความเร่งของแรงเหวี่ยงเท่ากับ ~106 กรัมจะพัฒนาขึ้นในเครื่องหมุนเหวี่ยงพิเศษ ด้วยการทดลองดังกล่าว - การสังเกตกระบวนการตกตะกอนที่ไม่สมดุล - เรียกว่าการตกตะกอนด้วยความเร็วสูง การวัดตำแหน่งของขอบเขต 16 และการกระจัดของเวลานั้นดำเนินการโดยใช้แผนภาพเชิงแสง (ดูหน้า 160) ซึ่งทำให้สามารถคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การตกตะกอน: „ _ \ Лт_ _ 1 d In r

เนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลขนาดใหญ่ในสารละลาย ตัวถูกละลายจะเคลื่อนที่ (การแพร่กระจาย) ไปในทิศทางจากความเข้มข้นที่สูงขึ้นไปสู่ระดับที่ต่ำกว่า หากคุณ "เลเยอร์" ตัวทำละลาย (Co) อย่างระมัดระวังบนพื้นผิวของสารละลายโพลีเมอร์ที่มีความเข้มข้น C\ จากนั้นอินเทอร์เฟซ A-A จะค่อยๆ เบลอ (รูปที่ 1.11) โมเลกุลของตัวทำละลายจะกระจายไปในทิศทาง x เข้าไปในสารละลาย ในขณะที่โมเลกุลขนาดใหญ่จะกระจายไปในทิศทางตรงกันข้ามในชั้นตัวทำละลาย การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นในส่วน dx เรียกว่าการไล่ระดับความเข้มข้น อัตราการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นอันเป็นผลมาจากการแพร่กระจาย (อัตราการแพร่) อธิบายโดยความสัมพันธ์

เมื่อแคตไอออนชนิด (NM)zh สัมผัสกับสารละลายเจือจางของอิเล็กโทรไลต์แบบแรง M+A~ ค่าของ [M+] ในตัวแลกเปลี่ยนไอออนจะมากกว่า [M+] ในสารละลายอย่างมาก และ [ A~~] จะน้อยกว่า [A~] เนื่องจากความเข้มข้นของทั้งสองเฟสต่างกัน ไอออนเคลื่อนที่ขนาดเล็กจึงมีแนวโน้มที่จะทำให้เท่ากันโดยการแพร่กระจาย และจะนำไปสู่การละเมิดความเป็นกลางทางไฟฟ้าของสารละลาย ทำให้เกิดประจุบวกในช่องว่าง สารละลายและค่าลบในเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน เป็นผลให้เกิดสมดุล Donnan ระหว่างการไล่ระดับความเข้มข้นที่เกิดจากการแพร่กระจายและศักย์ไฟฟ้าสถิตที่ป้องกันมันและที่ขอบเขตของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก (รูปที่ 191) 191. รูปแบบการกระจายของรุ่งอรุณ - จะมีความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น - ศักยภาพของ Donnan

ปรากฏการณ์การแพร่กระจายระหว่างการก่อตัวของระบบพื้นผิวกาวมีความหลากหลายมาก ซึ่งรวมถึงการแพร่กระจายของพื้นผิวของกาว การแพร่กระจายตัวเองในชั้นกาว บางครั้งการแพร่กระจายทางเดียวหรือสองทางเชิงปริมาตรเกิดขึ้นผ่านส่วนต่อประสานพื้นผิวของกาว นอกจากนี้ กระบวนการที่ระบุไว้มีกลไกที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น มีการแยกความแตกต่างระหว่างการแพร่แบบกระตุ้น แบบกึ่งเปิดใช้งาน และแบบไม่เปิดใช้งาน กระบวนการต่างๆ เหล่านี้จะกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง >> มักสันนิษฐานว่าแรงผลักดันเบื้องหลังการแพร่กระจายคือการไล่ระดับความเข้มข้น อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนไหวที่เกิดจากการไล่ระดับความเข้มข้นและนำไปสู่การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันอย่างค่อยเป็นค่อยไปของระบบไม่ได้ทำให้อาการทั้งหมดที่เป็นไปได้ของกระบวนการที่ซับซ้อนนี้หมดไป บ่อยครั้ง การแพร่กระจายไม่ได้ทำให้ความเข้มข้นเท่ากัน แต่ในทางกลับกัน ให้แยกส่วนประกอบของระบบออกจากกัน ดังนั้นจึงถูกต้องกว่าที่จะสรุปว่าแรงผลักดันของการแพร่คือความแตกต่างของศักย์ทางอุณหพลศาสตร์ และการถ่ายโอนสสารโดยการแพร่กระจายจะมาพร้อมกับพลังงานอิสระที่ลดลงของระบบ การปรับสมดุลศักย์ทางอุณหพลศาสตร์และการประมาณสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ทำได้เนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอะตอม (โมเลกุล) ศักยภาพทางอุณหพลศาสตร์สามารถย่อยสลายเป็นพลังงานและส่วนประกอบเอนโทรปีได้ กลไกการแพร่กระจายขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของส่วนประกอบเหล่านี้ ในบางกรณี พลังงานภายในของระบบจะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการแพร่และ