Aktivni transport otopljene tvari oblik je prijenosa supstrata kroz biomembranu. Aktivni transport događa se protiv a koncentracija ili gradijent naboja i javlja se pri potrošnji energije. U mitohondriopatijama je taj proces oslabljen.
Što je aktivni prijevoz otopljene tvari?
Aktivni transport otopljene tvari način je prijenosa supstrata preko biomembrane. U ljudskom tijelu fosfolipidne i dvoslojne biomembrane odvajaju pojedinačne stanične odjeljke. Na temelju svojih membranskih komponenata, različite biomembrane preuzimaju aktivnu ulogu u selektivnosti masa prijevoz. Kao razdvajajući sloj između nekoliko odjeljaka, biomembrana je suštinski nepropusna za većinu svih molekule. Samo lipofilni, manji i hidrofobni molekule slobodno difundiraju kroz dvosloj lipida. Ova vrsta podešene propusnosti membrane poznata je i kao selektivna propusnost. Difuzivno molekule uključuju, na primjer, plin, alkohol i urea molekule. Joni i druge biološki aktivne tvari su uglavnom hidrofilni i zaustavljeni su barijerom biomembrane. Da bi se stvorili ioni, voda a veće čestice poput šećera za difuziju, biomembrana ima transport proteini. Oni su aktivno uključeni u transport tvari. Transport kroz biomembranu naziva se i membranski transport ili membranski tok, ako je sama membrana pritom pomaknuta. Biomembrane i njihova selektivna propusnost održavaju specifično stanično okruženje unutar stanice koje potiče unutarnje funkcionalne procese. Stanica i njezini odjeljci komuniciraju sa svojim okolišem i uključuju se u selektivnost masa i razmjena čestica. Mehanizmi poput aktivnog transporta otopljene tvari omogućuju selektivni prolaz membrana na toj osnovi. Aktivni transport otopljene tvari mora se razlikovati od pasivnog transporta otopljene tvari i otopljene tvari koja istiskuje membranu.
Funkcija i zadatak
Prijevoz tvari kroz biomembranu odvija se aktivno ili pasivno. U pasivnom transportu, molekule prolaze kroz membranu bez potrošnje energije u smjeru određenog koncentracija ili potencijalni gradijent. Dakle, pasivni transport je poseban oblik difuzije. Dakle, čak i veće molekule dospijevaju na drugu stranu membrane uz pomoć membranskog transporta proteini. Aktivni je transport, s druge strane, transportni proces koji se odvija uz potrošnju energije u odnosu na gradijent biosustava. Tako se različite molekule mogu selektivno transportirati kroz membranu protiv kemikalije koncentracija gradijent ili gradijent električnog potencijala. To igra ulogu posebno za nabijene čestice. Uz aspekte napunjenosti, aspekti koncentracije također su relevantni za energiju uravnotežiti od ovih. Smanjenje entropije u zatvorenom sustavu dovodi do pojačanja gradijenta koncentracije. Ovaj odnos igra važnu ulogu u energiji uravnotežiti kao transport naboja protiv električnog polja ili potencijala membrane koji miruje. Iako smo zabrinuti za naboj ili energiju uravnotežiti u sustavu se koncentracija čestica i njezina promjena moraju razmatrati odvojeno zbog selektivno propusne biomembrane. Energija za aktivni transport pruža se s jedne strane kao energija kemijskog vezanja, na primjer u obliku hidrolize ATP-a. S druge strane, razgradnja gradijenta naboja može poslužiti kao pokretačka sila i tako generirati električnu energiju. Treća mogućnost opskrbe energijom rezultat je povećanja entropije prisutne u odgovarajućem komunikacijskom sustavu, a time i razgradnje gradijenta koncentracije na drugim mjestima. Transport protiv električnog gradijenta naziva se elektrogeni. Ovisno o izvoru energije i vrsti posla, razlikuje se između primarnog, sekundarnog i tercijarnog aktivnog prijevoza. Grupno premještanje poseban je oblik aktivnog prijevoza. Primarni aktivni transport događa se kada se ATP potroši i anorganski ioni i protoni transportiraju ATPaze iz stanice kroz biomembranu. Tako se ion pumpa, uz pomoć ionske pumpe, na primjer, iz niže koncentrirane u višu koncentriranu stranu. The natrij-kalij pumpa je najvažnija primjena ovog procesa u ljudskom tijelu. Pumpa pozitivno nabijen natrij ioni pod potrošnjom ATP-a i istovremeno ubacuju pozitivno nabijene kalij ioni u stanicu. Tako potencijal mirovanja neurona ostaje stalan i akcijski potencijali se mogu generirati i prenijeti. U sekundarnom aktivnom transportu, čestice se prevoze duž elektrokemijskog gradijenta. Potencijalna energija gradijenta služi kao pogon za transport druge podloge u istom smjeru u odnosu na električni gradijent ili gradijent koncentracije. Ovaj aktivni prijevoz igra posebnu ulogu u natrij-glukoza simport u tankog crijeva. Ako se druga podloga transportira u suprotnom smjeru, također može biti prisutan sekundarni aktivni transport, na primjer u natrijum-kalcijum antiport pomoću izmjenjivača natrij-kalcij. Tercijarni aktivni transport koristi gradijent koncentracije uspostavljen sekundarnim aktivnim transportom na temelju primarnog aktivnog transporta. Ova vrsta prijevoza igra ulogu uglavnom za transport di- i tripeptida u tankog crijeva, što se vrši peptidnim transporterom 1. Grupni translokacijski transporti monosaharidi or šećer alkoholi kao poseban oblik aktivnog transporta, kemijska modifikacija transportnih tvari fosforilacijom. Fosfoenolpiruvična kiselina fosfotransferaza sustav je najvažniji primjer ove vrste transporta.
Bolesti i poremećaji
Energetski metabolizam kao i određeni transporter enzimi i transporter proteini igraju ulogu u aktivnom metaboličkom transportu. Ako su proteini transportera ili enzimi u pitanju, zbog mutacija ili pogrešaka u transkripciji genetskog materijala, nisu prisutni u svom izvorno fiziološki planiranom obliku, tada je aktivan metabolički transport moguć samo s poteškoćama ili, u ekstremnim slučajevima, uopće. Neke bolesti tankog crijeva, na primjer, povezani su s ovom pojavom. Bolesti s poremećenom opskrbom ATP-om mogu također imati razorne učinke na transport i uzrok aktivne tvari funkcionalni poremećaji raznih organa. Samo u nekoliko slučajeva takvih bolesti zahvaćen je samo jedan organ. U većini slučajeva, metabolizam energije poremećaji su višeorganske bolesti koje često imaju genetsku osnovu. Na primjer, u svim mitohondriopatijama utječe enzimski sustav koji je uključen u proizvodnju energije oksidativnom fosforilacijom. Ti poremećaji uključuju, posebno, poremećaj ATP sintaze. Ovaj enzim jedan je od najvažnijih transmembranskih bjelančevina i stoga se pojavljuje, primjerice, u protonskoj pumpi kao transportni enzim. Glavni zadatak enzima je kataliziranje sintaze ATP. Da bi osigurao energiju, ATP sintaza umrežava energetski pogodovan transport protona s stvaranjem ATP duž protonskog gradijenta. Dakle, ATP sintaza jedan je od najvažnijih pretvarača energije u ljudskom tijelu i može pretvoriti jedan oblik energije u druge oblike energije. Mitohondriopatije su kvarovi metaboličkih procesa mitohondrija i rezultiraju smanjenim tjelesnim performansama zbog smanjene sinteze ATP.
