પારગમ્યતા (permeability)

પારગમ્યતા (permeability) : બહુકોષીય સજીવોમાં કોઈ એક કોષના રસપડમાંથી પાસેના કોષમાં થતું પદાર્થોનું પ્રસરણ. પારગમ્યતાને લીધે પર્યાવરણ અને સજીવોના કોષો વચ્ચે પણ પદાર્થોની આપલે થતી હોય છે.

સામાન્યપણે પ્રવાહીમાં રહેલા રાસાયણિક ઘટકો સંકેંદ્રિત દ્રાવણોમાંથી ઓછા સંકેંદ્રણવાળા દ્રાવણ તરફ વહેતા હોય છે. દાખલા તરીકે, ખાંડનું પ્રમાણ વધુ હોય તેવા દ્રાવણને ખાંડનું પ્રમાણ સાવ ઓછું હોય તેવા દ્રાવણ સાથે સંપર્કમાં લાવવામાં આવે ત્યારે બંને દ્રાવણોમાં થતા ખાંડના પ્રસરણથી, સમય જતાં આ દ્રાવણોમાં આવેલ ખાંડનું પ્રમાણ એકસરખું થઈ જશે. ગ્લુકોઝયુક્ત ખોરાકનું પ્રાશન કરીએ ત્યારે અન્નમાર્ગમાંથી વહેતું ગ્લુકોઝ, રુધિરવાહિનીઓના કોષોના રસપડમાંથી પસાર થઈ રુધિરમાં પ્રવેશે છે. ખોરાકના અભાવમાં અન્નમાર્ગમાં ગ્લુકોઝનું સંકેંદ્રણ નહિવત્ રહે છે; પરંતુ રુધિરવાહિનીમાંનું ગ્લુકોઝ ક્યારેય અન્નમાર્ગમાં પ્રવેશતું નથી. આમ અહીં થતું ગ્લુકોઝનું વહન માત્ર એક દિશામાં હોય છે.

પારગમ્યતા નિષ્ક્રિય (passive) અને સક્રિય (active) – એમ બે પ્રકારની હોય છે. નિષ્ક્રિય પારગમ્યતા ભૌતિક નિયમોને  અનુસરે છે. અગાઉ જણાવેલ ખાંડનું પ્રસરણ ભૌતિક પ્રકારનું હતું. જ્યારે અન્નમાર્ગમાંથી રુધિર તરફ થતું ગ્લુકોઝનું વહન, સક્રિય પ્રકારનું હોય છે. તેને માટે કાર્યશક્તિ (energy) અનિવાર્ય છે.

શરીરના બધા કોષોનું કાર્ય એકસરખું નથી હોતું. દાખલા તરીકે, સ્નાયુકોષો સંકોચ પામવાનો ગુણધર્મ ધરાવે છે, જ્યારે ચેતાકોષો આવેગ(impulse)નું વહન કરે છે. વિભિન્ન કાર્યો અનુસાર કોષોના બંધારણમાં ભિન્નતા રહેલી હોય છે. બે પાસેપાસેના કોષોના દ્રાવણમાં રહેલી ભિન્નતા જાળવી રાખવામાં પરાસરણદાબ (osmotic pressure) અગત્યનો ભાગ ભજવે છે.

આયનોનું નિષ્ક્રિય પ્રસરણ : જૈવ અવસ્થામાં કોષની બાહ્ય સપાટીએ આવેલાં માધ્યમમાં તેમજ કોષરસની અંદરની સપાટીએ આવેલ આયોનિક સંકેંદ્રણમાં તફાવત હોય છે; તેથી કોષની બાહ્ય સપાટી અને અંદરની સપાટી વચ્ચે વિદ્યુત-વિભવ (electric potential) પ્રવર્તે છે. આયનો વીજભારિત (charged) હોવાથી તેમનું વિસરણ, સંકેંદ્રણપ્રવણતા (concentration gradient) અને વીજપ્રવણતા – આમ બે પરિબળોને અધીન હોય છે.

ઈ. સ. 1891માં ડૉનન નામના વિજ્ઞાનીએ પ્રતિપાદિત કર્યું કે સૈદ્ધાંતિક રીતે કોષોની અંદરની સપાટી અવિસરણશીલ ઋણભારયુક્ત હોય છે. આવા કોષને KClના દ્રાવણમાં મૂકવામાં આવે તો કોષની વિદ્યુત-પ્રવણતા(electrical gradient)ને અધીન રહી K⁺ આયનો કોષની અંદર ધકેલાય છે. આવા સંજોગોમાં Cl^– આયનો સામાન્યપણે સંકેન્દ્રણ-પ્રવણતાને કારણે અંદરની સપાટી તરફ પ્રસરતા હોય છે; પરંતુ વિદ્યુત-પ્રવણતાને કારણે આ આયનોનું અપાકર્ષણ થાય છે. ડૉનને પ્રતિપાદન કર્યા પ્રમાણે, K⁺ અને Cl^– આયનોનું સંતુલન (equillibrium)-સંકેદ્રણ સંપૂર્ણપણે પારસ્પરિક હોય છે.

 ક્રિયાશીલ પરિવહન (active transport) : અગાઉ જણાવ્યા પ્રમાણે, કોષપડની અંદરની સપાટી તરફ કોષરસ ઋણભારયુક્ત હોય છે. આવી રીતે કોષરસની બંને સપાટીએ રહેલી વીજભારની વિષમતા કાર્યશક્તિની મદદથી જાળવવામાં આવે છે. ATPના જલવિઘટનથી આ કાર્યશક્તિ પ્રાપ્ત થાય છે. રસપડ છિદ્રાળુ (porous) હોય છે અને આ છિદ્રોની સપાટી વીજભાર વડે ધ્રુવીભૂત થયેલી હોય છે.

સોડિયમ પંપ : પરિવહનની પ્રક્રિયામાં એક અગત્યનું ઉત્સેચક ‘Na⁺K⁺ATPase’ સંકળાયેલું છે. તે વિદ્યુત-રાસાયણિક (electro-chemical) પ્રવણતા પ્રતિકૂળ હોવા છતાં Na⁺ને કોષરસમાંથી બહાર કાઢવાની ક્ષમતા ધરાવે છે અને આ કાર્યશક્તિ ATPના જળવિભાજનથી મેળવે છે. આ પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે :

(i) Na⁺_m + ATP + E → [ Na⁺ E ~ P ] + ADP

(ii) [ Na⁺ E ~ P ] + K⁺_out → Na⁺_out + K⁺_in + Pi + E

પહેલા તબક્કામાં ATPનું વિઘટન (ADP + Piમાં) થાય છે અને કોષરસમાં રહેલ Na⁺, ઉત્સેચક (E) અને Piનું સંકુલ બને છે;  જે રસપડના છિદ્રમાંથી અંદરની સપાટી તરફ ખસે છે, જ્યારે ADP કોષરસમાં મળે છે.

બીજા તબક્કામાં આ સંકુલ રસપડના છિદ્રમાંથી બાહ્ય સપાટી તરફ ખસે છે. Na⁺ બહાર ફેંકાય છે. જ્યારે બાહ્ય સપાટીએ આવેલ K⁺, કોષરસમાં ભળે છે. કોષમાંથી Na⁺ને ખસેડવાના આ તંત્રને સોડિયમ પંપ કહે છે. આ પ્રક્રિયામાં Na⁺ના ખસેડાવા સાથે K⁺ આયન કોષરસમાં પ્રવેશતું હોવાથી વિદ્યુતભાર જળવાઈ રહે છે.

આ સોડિયમ પંપ અન્ય દ્રાવ્ય પ્રવાહીના પરિવહન માટે વિભવ (potential) પૂરો પાડે છે અને તે ગ્લુકોઝ અને કેટલાક ઍમિનોઍસિડોના પરિવહનમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. આ પરિવહનમાં વાહક (carrier) તરીકે ઓળખાતા અણુઓ સંકળાયેલા હોય છે. ગ્લુકોઝ-વાહક અણુ N_a⁺ અને ગ્લુકોઝના વહન માટે બે બંધક-સ્થાનો (binding sites) ધરાવે છે. તે ગ્લુકોઝ માટે શરૂઆતમાં ભારે આકર્ષણ (high affinity) ધરાવે છે. પરિણામે તેની સાથે રસપડની બાહ્ય સપાટીએથી ગ્લુકોઝના અણુ બંધાય છે. હવે આ વાહકનું સ્થાનાંતર કોષરસની અંદરની સપાટી તરફ થાય છે. અહીં વાહક અણુનો ગ્લુકોઝ સાથે અલ્પ સંબંધ રહે છે તેથી ગ્લુકોઝનો અણુ છૂટો થઈ કોષરસમાં પ્રવેશે છે.

મ. શિ. દૂબળે