Kluczowa różnica – plazmoliza vs cytoliza
Gdy komórka jest zanurzona w roztworze, między komórką a roztworem powstaje ciśnienie osmotyczne. W zależności od charakteru roztworu, komórka przechodzi dwie zmiany fizyczne, a mianowicie plazmolizę i cytolizę. Gdy komórka jest zanurzona w roztworze hipertonicznym, komórka traci wodę do środowiska zewnętrznego. W ten sposób protoplazma ma tendencję do odrywania się od ściany komórkowej. Proces ten nazywany jest plazmolizą. Gdy komórka zostanie zanurzona w roztworze hipotonicznym, komórka uzyska wodę do komórki poprzez endosmozę. Spowoduje to zwiększenie objętości wewnątrz komórki. Ciągły przepływ wody do komórki spowoduje pęknięcie komórki, co nazywa się cytolizą. Kluczową różnicą między tymi dwoma procesami jest rodzaj roztworu, w którym zanurzona jest komórka. Aby nastąpiła plazmoliza, komórka powinna być zanurzona w roztworze hipertonicznym, natomiast aby nastąpiła cytoliza, komórka powinna być zanurzona w roztworze hipotonicznym.
Co to jest plazmoliza?
Roztwór hipertoniczny to roztwór, w którym stężenie substancji rozpuszczonej jest wysokie, a stężenie wody niskie. Innymi słowy, roztwór hipertoniczny ma wyższy potencjał substancji rozpuszczonej i niski potencjał wody niż komórka. Dlatego, zgodnie ze zjawiskiem osmozy, cząsteczki wody przemieszczają się w gradiencie stężeń przez półprzepuszczalną membranę od wyższego potencjału wody do niższego potencjału wody. Stąd, gdy komórka zostanie umieszczona w roztworze hipertonicznym, woda wypłynie z komórki, aby doprowadzić stężenie jonów środowiska wewnętrznego i zewnętrznego do stanu równowagi. Proces ten określany jest jako egzosmoza. Dopóki potencjały wody nie zostaną wyrównane, woda wypłynie z komórki do roztworu. Podczas tego procesu protoplazma zaczyna odrywać się od ściany komórkowej. Nazywa się to plazmolizą.
W niektórych organizmach, gdzie nie ma ściany komórkowej, plazmoliza może być śmiertelna i prowadzić do zniszczenia komórki. Plazmoliza zachodzi pod ekstremalnym ciśnieniem i może być indukowana w warunkach laboratoryjnych przy użyciu wysoko stężonych roztworów soli.
Rysunek 01: Plazmoliza
Plazmoliza może być głównie dwojakiego rodzaju; Plazmoliza wklęsła i plazmoliza wypukła. Plazmoliza wklęsła jest odwracalna. Podczas plazmolizy wklęsłej błona plazmatyczna nie odrywa się całkowicie od ściany komórkowej, zamiast tego pozostaje nienaruszona. Plazmoliza wypukła jest nieodwracalna i jest skrajnym poziomem plazmolizy, w którym błona komórkowa całkowicie odrywa się od ściany komórkowej. Może to doprowadzić do całkowitego zniszczenia komórki.
Co to jest cytoliza?
Cytoliza to zjawisko, które występuje przy pękaniu komórki w wyniku rozwoju stanu nierównowagi osmotycznej. Z powodu tej nierównowagi w ciśnieniu osmotycznym nadmiar wody do komórki jest dyfundowany. Dogłębna analiza tego zjawiska ujawnia, że wnikanie wody do komórki ułatwiają akwaporyny, które są selektywnymi kanałami błonowymi. Mechanizmem wnikania wody do komórki jest dyfuzja. Dyfuzja następuje przez błonę komórkową. Cytoliza występuje, gdy środowisko zewnętrzne jest hipotoniczne, a nadmiar wody dostaje się do komórki do poziomu, w którym przekracza próg błony komórkowej lub akwaporyny. Zniszczenie błony komórkowej jest określane jako pęknięcie komórek.
W kontekście ssaków cytoliza często występuje z powodu niewłaściwego przyjmowania składników odżywczych i zmian w mechanizmach usuwania odpadów. Warunki te prowadzą do zmian w metabolizmie komórkowym. Zmienione wzorce metabolizmu komórkowego prowadzą do cytolizy, ponieważ rozwija się nierówna równowaga ciśnienia osmotycznego. Dzięki temu u ssaków płyn pozakomórkowy jest przemieszczany do komórek, które powodują cytolizę. Mimo że wydaje się to być szkodliwym zjawiskiem, układ odpornościowy organizmu człowieka wykorzystuje ten mechanizm do inicjowania procesów niszczenia komórek złośliwych.
Rysunek 02: Cytoliza
Aby zapobiec występowaniu cytolizy w komórkach, różne organizmy stosują różne strategie. Paramecium wykorzystuje kurczliwą wakuolę, która polega na szybkim wypompowaniu nadmiaru płynów nagromadzonych w ich systemach. Obecność błony komórkowej, która jest mniej przepuszczalna dla wody, pozwala również niektórym gatunkom organizmów zapobiegać cytolizie.
Jakie są podobieństwa między plazmolizą a cytolizą?
- Zarówno plazmoliza, jak i cytoliza występują w komórkach w zależności od rodzaju roztworu, w którym komórka jest zanurzona.
- Zarówno plazmoliza, jak i cytoliza powodują śmierć komórek.
- Zarówno plazmoliza, jak i cytoliza są wynikiem ruchu wody przez błonę komórkową przez osmozę.
Jaka jest różnica między plazmolizą a cytolizą?
Plazmoliza kontra cytoliza |
|
| Plazmoliza to proces nadmiernego usuwania wody, gdy komórka jest zanurzona w hipertonicznym roztworze, który powoduje kurczenie się komórki. | Nadmierne spożycie wody, gdy komórka jest zanurzona w roztworze hipotonicznym, co powoduje pęknięcie komórek, jest znane jako cytoliza. |
| Rodzaj rozwiązania zaangażowanego | |
| Gdy komórka jest zanurzona w hipertonicznym roztworze, następuje plazmoliza. | Gdy komórka jest zanurzona w roztworze hipotonicznym, następuje cytoliza. |
| Typ osmozy | |
| Plazmoliza występuje w wyniku egzosmozy. | Cytoliza występuje w wyniku endosmozy. |
Podsumowanie – plazmoliza kontra cytoliza
Gdy komórka jest zanurzona w roztworze hipertonicznym, traci wodę na rzecz środowiska zewnętrznego. W ten sposób protoplazma kurczy się i odrywa od ściany komórkowej. Proces ten nazywany jest plazmolizą. Plazmoliza może być głównie dwojakiego rodzaju. Plazmoliza wklęsła lub plazmoliza wypukła. Gdy komórka zostanie zanurzona w roztworze hipotonicznym, komórka uzyska wodę do komórki poprzez endosmozę. Spowoduje to zwiększenie objętości wewnątrz komórki. Ciągły przepływ wody do komórki spowoduje pęknięcie komórki, co nazywa się cytolizą. Aby zapobiec występowaniu cytolizy w komórkach, różne organizmy stosują różne strategie. Taka jest różnica między plazmolizą a cytolizą.
