În transportul membranelor, substanțele trec printr-o membrană biologică sau sunt transportate activ prin membrane. Spre deosebire de transportul activ, difuzia este cea mai simplă cale de transport prin membrană și nu necesită furnizare suplimentară de energie. Tulburările de transport membranar sunt asociate cu o varietate de boli diferite.
Ce este transportul cu membrană?
Transportul prin membrană este atunci când substanțele trec sau sunt transportate activ pe o membrană biologică. Biomembranele închid o zonă cum ar fi citoplasma celulelor, generând o regiune controlată cu un mediu relativ independent față de lumea exterioară. Mediul celular specific din interiorul celulelor poate fi stabilit și menținut numai datorită protecției împotriva lumii exterioare. Stratul bicomponent al biomembranei constă din fosfolipide și este în sine permeabilă numai la gaze și mici, în majoritatea cazurilor neîncărcate molecule. Pentru ionii polari hidrofili și alte substanțe bioactive, bistratul lipidic corespunde unei bariere care necesită mecanisme suplimentare de transport pentru a fi depășite. Transportul prin membrană corespunde trecerii substanțelor printr-o biomembrană. Două principii diferite joacă un rol în acest sens. Primul principiu este difuzia sau permeabilitatea liberă, al doilea este selectiv masa transport. Pe lângă difuzia simplă, principiile funcționale precum transportul pasiv pe canale proteine sau proteinele purtătoare și transportul activ fac parte din transportul transmembranar. Transportul de translocare a membranei include la rândul său endocitoză, exocitoză și transcitoză. Deoarece părțile membranei în sine sunt deplasate în timpul transportului de deplasare a membranei, aceasta este uneori denumită și flux de membrană. Transportul prin membrană sprijină funcțiile celulare și comunicarea celulară cu mediul. Selectiv masa transferul este activat prin mecanisme de transport.
Funcția și sarcina
Stratul lipidic bistrat sau lipidic bimolecular al unei biomembrane corespunde unei bariere între compartimentele apoase sub forma spațiului extraplasmic și citoplasmatic. Între compartimente, doar mici molecule poate difuza printr-o biomembrană, cum ar fi acid acetic în plus față de de apă. Pentru mai mari molecule, rata de difuzie este relativ scăzută. Permeabilitatea membranelor pentru molecule mici se mai numește și semipermeabilitate și formează baza osmozei. Conform ipotezelor actuale, orice biomembrană este o structură fluidă cu nereguli tranzitorii în stratul bistrat lipidic. Moleculele cu proprietate hidrofobă se dizolvă prin regiunea membranei hidrofobe datorită coeficientului lor de partiție. Chiar și particule mai mari, cum ar fi steroizii hormoni poate trece prin membrane prin difuzie. Moleculele specifice, pe de altă parte, utilizează transportul membranar specific. Calea de transport este legată de transportul membranar integral proteine cunoscut sub numele de translocatori. Transportul specific este specific substratului și saturabil. Translocatorii din această cale de transport includ purtători care sunt încărcați cu substratul și pot induce o schimbare conformațională a membranei pentru a-și introduce încărcătura. Datorită ratelor relativ mari de transport, există un canal de transport permanent în fiecare membrană. Membrana integrală proteine cu roluri în transportul membranei corespund de obicei structurilor oligomerice. În transportul specific, este prezentă difuzie catalizată fără consum suplimentar de energie sau transport activ sub consum de energie. Difuzia catalizată și transportul activ oferă posibilitatea de a transporta doar o singură particulă unidirecțional, două particule împreună în aceeași direcție sau în direcții opuse. Difuzia catalizată prin proteinele de transport de membrană urmează doar concentrare echilibra de-a lungul prezentului concentrare gradient de substanțe între cele două compartimente ale celulei. Transportul activ are loc întotdeauna împotriva concentrare gradient. Porii biomembranei exterioare servesc trecerea nespecifică a particulelor hidrofile. Canalul de transport propriu-zis al unei biomembrane este format din foi β. Transportul membranei este de neînlocuit pentru toate funcțiile corpului și țesuturile corpului, cum ar fi sistem nervos și canalele sale ionice cu tensiune.
Boli și tulburări
Întreruperea sistemelor de transport cu membrană poate provoca leziuni celulare severe și chiar insuficiență de organe. În interiorul intestinului sau rinichilor, tulburările de transport ale membranei duc la, de exemplu, tulburări de resorbție și secreție. Mitocondriopatiile, de exemplu, conduce la tulburări de transport membranar. În acest caz, este afectat sistemul enzimatic care permite producerea de energie prin intermediul fosforilării oxidative. Tulburările ATP sintazei sunt deosebit de remarcabile în acest context. Această enzimă este una dintre cele mai importante proteine transmembranare, care, de exemplu, își asumă funcția unei enzime de transport în pompa de protoni. În corpul sănătos, enzima catalizează furnizarea de ATP și permite transportul de protoni favorizați de-a lungul gradientului de protoni sub formare de ATP. Prin urmare, ATP sintaza este unul dintre cei mai importanți convertoare de energie din organismul uman, transformând o formă de energie în alta. Mitocondriopatiile sunt acum disfuncționalități ale proceselor metabolice mitocondriale care determină un aport redus de sinteză de ATP și astfel reduc performanțele organismului. În plus, toate proteinele transportoare și enzime poate fi în cele din urmă afectată de mutații sau defecte transcripționale. Mutațiile din materialul genetic al proteinelor transportoare determină prezența proteinelor afectate într-o formă modificată, devenind active masa transport mai dificil. Acest fenomen este relevant, de exemplu, pentru unele boli ale intestinului subtire. La rândul său, tulburările fluxului de membrană pot fi asociate cu o mare varietate de boli. De exemplu, endocitoza este adesea împiedicată în tumori. Infecțiile sau bolile neurogenerative pot provoca, de asemenea, tulburări în acest sens. Neuropatiile cu abilitate de mers pe jos și viteza redusă de conducere a nervilor, precum și tulburările senzoriale sunt un exemplu de plângeri neurodegenerative datorate afectării fluxului de membrană. De asemenea, legate de mutație Boala lui Huntington perturbă neurogen fluxul membranei. În plus, neurotransmițător exocitoza poate fi afectată din cauza toxinelor. Exocitoza afectată stă la baza bolilor metabolice, cum ar fi fibroză chistică. Tulburările pinocitozei sunt, de asemenea, asociate acum cu boli precum Alzheimer boală. Tulburările transportului cu membrană pot avea nu numai multe cauze diferite, ci în cele din urmă conduce la fel cu multe simptome diferite și o mare varietate de boli.
