Selektivt permeabel betyder, at en membran tillader passage af nogle molekyler eller ioner og hæmmer andres passage. Kapaciteten til at filtrere molekyltransport på denne måde kaldes selektiv permeabilitet.
Selektiv permeabilitet versus semipermeabilitet
Både semipermeable membraner og selektivt permeable membraner regulerer transporten af materialer, så nogle partikler passerer igennem, mens andre ikke kan krydse. Nogle tekster bruger terner "selektivt permeabel" og "semipermeabel" om hverandre, men de betyder ikke nøjagtig den samme ting. En semipermeabel membran er som et filter, der tillader partikler at passere eller ikke i henhold til størrelse, opløselighed, elektrisk ladning eller anden kemisk eller fysisk egenskab. De passive transportprocesser osmose og diffusion tillade transport over semipermeable membraner. En selektivt permeabel membran vælger, hvilke molekyler der får lov til at passere på baggrund af specifikke kriterier (f.eks. Molekylær geometri). Dette lettet eller aktiv transport kan kræve energi.
Semipermeabilitet kan gælde både naturlige og syntetiske materialer. Ud over membraner kan fibre også være semipermeable. Selvom selektiv permeabilitet generelt henviser til polymerer, kan andre materialer betragtes som semipermeable. For eksempel er en vinduesskærm en semipermeabel barriere, der tillader luftstrømning, men begrænser transit af insekter.
Eksempel på en selektivt permeabel membran
Det lipid dobbeltlag af cellemembranen er et fremragende eksempel på en membran, der er både semipermeabel og selektivt permeabel.
Phospholipider i dobbeltlaget er arrangeret således, at de hydrofile phosphathoveder af hvert molekyle er på overfladen, udsat for det vandige eller vandige miljø inden i og uden for celler. Det hydrofob fedtsyrer haler er skjult inde i membranen. Fosfolipidarrangementet gør dobbeltlaget semipermeabelt. Det tillader passage af små, uladede opløste stoffer. Små lipidopløselige molekyler kan passere gennem den hydrofile kerne i laget, sådanne hormoner og fedtopløselige vitaminer. Vand passerer gennem den semipermeable membran via osmose. Molekyler af ilt og kuldioxid passerer gennem membranen via diffusion.
Polære molekyler kan imidlertid ikke let passere gennem lipid-dobbeltlaget. De kan nå den hydrofobe overflade, men kan ikke passere gennem lipidlaget til den anden side af membranen. Små ioner står over for et lignende problem på grund af deres elektriske opladning. Det er her selektiv permeabilitet spiller ind. Transmembranproteiner danner kanaler, der tillader passage af natrium-, calcium-, kalium- og chloridioner. Polære molekyler kan binde til overfladeproteiner og forårsage en ændring i konfigurationen af overfladen og få dem til at passere. Transportproteiner flytter molekyler og ioner via lettere diffusion, som ikke kræver energi.
Store molekyler krydser generelt ikke lipid-dobbeltlaget. Der er særlige undtagelser. I nogle tilfælde tillader integrerede membranproteiner passage. I andre tilfælde kræves aktiv transport. Her tilføres energi i form af Adenosintrifosfat (ATP) til vesikulær transport. En lipid dobbeltlagsvesikel dannes omkring den store partikel og smelter sammen med plasmamembranen for enten at tillade molekylet ind eller ud af en celle. I exocytose, indholdet af vesiklen åben mod ydersiden af cellemembranen. Ved endocytose føres en stor partikel ind i cellen.
Foruden den cellulære membran er et andet eksempel på en selektivt permeabel membran den indre membran af et æg.