Osmose, Diffusion und aktiver Transport sind drei verschiedene Mechanismen die den Transport von Teilchen durch eine Zellmembran ermöglichen. Obwohl sie alle mit dem Konzentrationsgradienten zusammenhängen, gibt es dennoch klare Unterschiede zwischen ihnen.
Die Diffusion ist der Prozess bei dem Teilchen aufgrund ihrer zufälligen Bewegung von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration wandern. Sie findet sowie in Flüssigkeiten als ebenfalls in Gasen statt und ist ein passiver Prozess, bei dem keine Energie aufgewendet wird. Das Konzentrationsungleichgewicht ist der treibende Faktor für die Diffusion.
Osmose ist eine spezielle Form der Diffusion, bei der das Lösungsmittel durch eine semipermeable Membran hindurch wandert, während gelöste Teilchen aufgrund ihrer Größe oder Ladung nicht passieren können. Dies führt zu einem Konzentrationsgefälle des Lösungsmittels, das als osmotischer Druck bezeichnet wird. Osmose ist ähnlich wie ein passiver Prozess der auf dem Konzentrationsgradienten beruht.
Aktiver Transport hingegen erfordert die Ausgabe von Energie um Teilchen gegen ihren Konzentrationsgradienten zu bewegen. Dieser Prozess findet statt – wenn der Transport von Teilchen in den Zellmembranen nicht durch einfache Diffusion oder Osmose ermöglicht wird. Beim aktiven Transport werden spezielle Transportproteine verwendet, die welche Teilchen binden und sie aktiv durch die Membran pumpen. Dazu wird Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) benötigt.
Es gibt zwei Arten von aktiven Transportmechanismen: den primären aktiven Transport und den sekundären aktiven Transport. Beim primären aktiven Transport wird die Energie direkt aus der Hydrolyse von ATP gewonnen um die Teilchen gegen ihren Konzentrationsgradienten zu bewegen. Dies geschieht zum Beispiel bei der Natrium-Kalium-Pumpe wo Natrium-Ionen aus der Zelle gepumpt und Kalium-Ionen in die Zelle transportiert werden.
Beim sekundären aktiven Transport wird die Energie aus dem Konzentrationsgefälle eines anderen Teilchens genutzt, das zuvor durch primären aktiven Transport erzeugt wurde. Ein Beispiel hierfür ist der Glucose-Symporter, bei dem Glucose gegen ihr Konzentrationsgefälle in die Zelle befördert wird, indem sie zusammen mit Natrium-Ionen durch die Membran transportiert wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Osmose und Diffusion passive Transportmechanismen sind die auf dem Konzentrationsgradienten beruhen, während aktiver Transport eine aktive Energiezufuhr erfordert um Teilchen gegen ihren Konzentrationsgradienten zu bewegen. Osmose ist eine spezielle Form der Diffusion bei der das Lösungsmittel durch eine semipermeable Membran hindurchwandert. Der aktive Transport kann sowohl primär als auch sekundär sein ´ abhängig davon ` ob die Energie direkt aus ATP oder aus einem zuvor erzeugten Konzentrationsgefälle stammt.
Unterschiede zwischen Osmose, Diffusion und aktivem Transport
Wie unterscheiden sich Osmose, Diffusion und aktiver Transport voneinander und wie passen sie in den Prozess des aktiven Transports?