5.6: 浸透
生体の重量の約60%〜95%は水です。したがって、細胞内の水分バランスを適切に保つことは最も重要です。浸透とは、細胞膜などの半透性の膜を水が通過することです。生体内では、水は他の分子を溶かす溶媒として重要な役割を果たしています。
拡散と浸透
拡散も浸透も、エネルギーを必要としない受動的な細胞内輸送です。拡散とは、液体(溶媒)に溶けている物質(溶質)が、濃度の高いところから低いところへ移動することです。膜が溶質に対して透過性であれば、膜を介して拡散が起こることもあります。特定の溶質の通過を妨げる膜は半透膜です。半透膜が溶質の流れを止めている間、溶媒は自由に移動し、これは浸透と呼ばれるプロセスにあたります。
仕組み
浸透は、半透膜の一方の側に、もう一方の側よりも多くの溶質がある場合に生じます。水と溶質の比率は浸透圧と呼ばれます。浸透の際、水は浸透圧の低い側(溶質に対し水の量が多い側)から浸透圧の高い側(溶質に対し水の量が少ない側)へと、両側の浸透圧がほぼ等しくなるまで流れます。例えば、外部に比べ内部の溶質濃度が高い場合、半透膜で囲まれた細胞には水が流れ込みます。
細胞内の浸透圧不均衡
浸透圧のバランスが崩れると、細胞は膨張したり収縮したりします。この浸透圧不均衡や、その結果の危険な状況を防ぐメカニズムは、次のセクションで論じます。
推奨文献
Wood, Janet M. “Bacterial Responses to Osmotic Challenges.” The Journal of General Physiology 145, no. 5 (May 2015): 381–88. [Source]
Goodhead, Lauren K., and Frances M. MacMillan. “Measuring Osmosis and Hemolysis of Red Blood Cells.” Advances in Physiology Education 41, no. 2 (May 19, 2017): 298–305. [Source]
Minkov, Ivan L., Emil D. Manev, Svetla V. Sazdanova, and Kiril H. Kolikov. “Equilibrium and Dynamic Osmotic Behaviour of Aqueous Solutions with Varied Concentration at Constant and Variable Volume.” The Scientific World Journal 2013 (December 26, 2013). [Source]
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