Transport activ de solut: funcție, rol și boli

Transportul activ al solutului este o formă de transport al substraturilor pe o biomembrană. Transportul activ are loc împotriva unui concentrare sau gradient de încărcare și are loc sub consumul de energie. În mitocondriopatii, acest proces este afectat.

Ce este transportul activ al solutului?

Transportul activ al solutului este un mod de transport al substraturilor pe o biomembrană. În corpul uman, biomembranele fosfolipidice și bistratificate separă compartimentele celulare individuale. Pe baza componentelor lor de membrană, diferitele biomembrane își asumă roluri active în mod selectiv masa transport. Ca strat de separare între mai multe compartimente, biomembrana este intrinsec impermeabilă pentru majoritatea tuturor molecule. Doar lipofil, mai mic și hidrofob molecule difuzează liber prin bistratul lipidic. Acest tip de permeabilitate a membranei reglate este, de asemenea, cunoscut sub numele de permeabilitate selectivă. Difuzabil molecule includ, de exemplu, gaz, alcool și uree molecule. Ionii și alte substanțe biologic active sunt în mare parte hidrofile și sunt opriți de bariera biomembranei. Pentru ionii, de apă iar particulele mai mari, cum ar fi zaharurile, să se difuzeze, biomembrana are transport proteine. Aceștia sunt implicați activ în transportul substanțelor. Transportul printr-o biomembrană se mai numește transport de membrană sau flux de membrană, dacă membrana însăși este deplasată în proces. Biomembranele și permeabilitatea lor selectivă mențin un mediu celular specific în interiorul celulei care promovează procesele funcționale interne. O celulă și compartimentele sale comunică cu mediul lor și se angajează în mod selectiv masa și schimbul de particule. Mecanisme precum transportul activ al solutului permit trecerea selectivă a membranelor pe această bază. Transportul activ al solutului trebuie să se distingă de transportul solut pasiv și transportul solutului cu deplasare a membranei.

Funcția și sarcina

Transportul substanțelor pe o biomembrană are loc activ sau pasiv. În transportul pasiv, moleculele trec prin membrană fără consum de energie în direcția unui anumit concentrare sau gradient potențial. Astfel, transportul pasiv este o formă specială de difuzie. Astfel, molecule și mai mari ajung la cealaltă parte a membranei cu ajutorul transportului membranei proteine. Transportul activ, pe de altă parte, este un proces de transport care are loc cu consumul de energie împotriva gradientului unui biosistem. Diferite molecule pot fi astfel transportate selectiv peste membrană împotriva substanței chimice concentrare gradient sau gradientul de potențial electric. Acest lucru joacă un rol în special pentru particulele încărcate. Pe lângă aspectele de încărcare, aspectele de concentrare sunt relevante și pentru energie echilibra din acestea. Reducerea entropiei într-un sistem închis duce la amplificarea gradientului de concentrație. Această relație joacă un rol la fel de important în energie echilibra ca transport de sarcină împotriva câmpului electric sau a potențialului de membrană de repaus. Deși suntem preocupați de încărcare sau energie echilibra în sistem, concentrația particulelor și modificarea acesteia trebuie luate în considerare separat din cauza biomembranei selectiv permeabile. Energia pentru transportul activ este furnizată pe de o parte ca energie de legare chimică, de exemplu sub formă de hidroliză a ATP. Pe de altă parte, defalcarea gradientului de încărcare poate servi drept forță motrice și astfel poate genera energie electrică. A treia posibilitate de furnizare a energiei rezultă dintr-o creștere a entropiei prezente în sistemul de comunicare respectiv și deci din descompunerea unui gradient de concentrație în altă parte. Un transport împotriva gradientului electric se numește electrogen. În funcție de sursa de energie și de tipul de lucru, se face distincția între transportul activ primar, secundar și terțiar. Translocarea în grup este o formă specială de transport activ. Transportul activ primar are loc atunci când ATP este consumat și ionii anorganici și protonii sunt transportați în afara celulei printr-o biomembrană prin ATPaze de transport. Un ion este astfel pompat, cu ajutorul unei pompe de ioni, de exemplu, de la partea inferioară concentrată la partea superioară concentrată. sodiu-potasiu pompa este cea mai importantă aplicație a acestui proces în corpul uman. Se pompează încărcat pozitiv sodiu ioni sub consumul de ATP și simultan pompele sunt încărcate pozitiv potasiu ioni într-o celulă. Astfel, potențialul de repaus al neuronilor rămâne constant și potențialele de acțiune pot fi generate și transmise. În transportul activ secundar, particulele sunt transportate de-a lungul gradientului electrochimic. Energia potențială a gradientului servește ca o acțiune pentru a transporta un al doilea substrat în aceeași direcție împotriva gradientului electric sau a gradientului de concentrație. Acest transport activ joacă un rol specific în sodiu-glucoză symport în intestinului subtire. Dacă cel de-al doilea substrat este transportat în direcția opusă, poate fi prezent și transportul secundar activ, de exemplu, în sodiu-calciu antiport folosind schimbătoare de sodiu-calciu. Transportul activ terțiar utilizează un gradient de concentrație stabilit prin transportul activ secundar bazat pe transportul activ primar. Acest tip de transport joacă un rol în principal pentru transportul di- și tripeptidic în intestinului subtire, care se face prin transportorul de peptide 1. Transporturi de translocare de grup monozaharide or zahăr alcooli ca formă specială de transport activ, modificând chimic substanțele de transport prin fosforilare. Sistemul de fosfotransferază al acidului fosfoenolpiruvic este cel mai important exemplu al acestui tip de transport.

Boli și tulburări

Metabolismul energetic precum și transportator specific enzime și transportator proteine joacă un rol în transportul metabolic activ. Dacă proteinele transportoare sau enzime în cauză, din cauza mutațiilor sau erorilor în transcrierea materialului genetic, nu sunt prezente în forma lor inițial planificată fiziologic, atunci transportul metabolic activ este posibil doar cu dificultate sau, în cazuri extreme, deloc. Unele boli ale intestinului subtire, de exemplu, sunt asociate cu acest fenomen. Bolile cu perturbarea alimentării cu ATP pot avea, de asemenea, efecte devastatoare asupra transportului și cauzei substanței active tulburări funcționale a diferitelor organe. Numai în câteva cazuri de astfel de boli este afectat doar un singur organ. În cele mai multe cazuri, metabolismul energetic tulburările sunt boli cu mai multe organe care au adesea o bază genetică. În toate mitocondriopatiile, de exemplu, este afectat sistemul enzimatic implicat în producerea de energie prin fosforilare oxidativă. Aceste tulburări includ, în special, întreruperea ATP sintazei. Această enzimă este una dintre cele mai importante proteine ​​transmembranare și apare astfel, de exemplu, în pompa de protoni ca enzimă de transport. Sarcina principală a enzimei este de a cataliza sintaza ATP. Pentru a furniza energie, ATP sintază încrucișează transportul de protoni favorizat energetic cu formarea ATP de-a lungul gradientului de protoni. Astfel, ATP sintaza este unul dintre cei mai importanți convertoare de energie din corpul uman și poate converti o formă de energie în alte forme de energie. Mitocondriopatiile sunt defecțiuni ale proceselor metabolice mitocondriale și duc la o performanță corporală redusă datorită sintezei ATP reduse.