Активный общественный транспорт

Из активный массовый транспорт это форма транспорта субстратов через биомембрану. Активный перенос происходит против градиента концентрации или заряда и происходит с потреблением энергии. Этот процесс нарушается при митохондриальной болезни.

Что такое активный общественный транспорт?

Фосфолипидные и двухслойные биомембраны отделяют отдельные клеточные компартменты друг от друга в организме человека. Благодаря своим мембранным компонентам различные биомембраны играют активную роль в селективном переносе веществ. Как разделительный слой между несколькими областями, биомембрана по своей природе непроницаема для большинства всех молекул. Только липофильные, более мелкие и гидрофобные молекулы свободно диффундируют через липидный бислой. Этот тип согласованной проницаемости мембраны также известен как избирательная проницаемость.

К диффундирующим молекулам относятся, например, молекулы газа, спирта и мочевины. Ионы и другие биологически активные вещества в основном гидрофильны и удерживаются биомембранным барьером. Биомембрана имеет транспортные белки, поэтому ионы, вода и более крупные частицы, такие как сахар, могут диффундировать. Вы активно занимаетесь транспортировкой веществ. Транспорт через биомембрану также называется мембранным транспортом или мембранным потоком, если сама мембрана смещается.

Биомембраны и их избирательная проницаемость поддерживают особую клеточную среду внутри клетки, что способствует внутренним функциональным процессам. Клетка и ее компартменты взаимодействуют с окружающей средой и осуществляют избирательный обмен веществ и частиц. Такие механизмы, как транспорт активного вещества, на этой основе позволяют избирательно проходить через мембраны. Транспорт активного вещества следует отличать от транспорта пассивного вещества и от транспорта вещества, вытесняющего мембраны.

Функция и задача

Транспорт веществ через биомембрану происходит активно или пассивно. При пассивном переносе молекулы проходят через мембрану в направлении определенной концентрации или градиента потенциала, не потребляя никакой энергии. Таким образом, пассивный транспорт представляет собой особую форму распространения. Таким образом, даже более крупные молекулы попадают на другую сторону мембраны с помощью мембранных транспортных белков.

Напротив, активный транспорт - это транспортный процесс, который использует энергию против градиента биосистемы. Различные молекулы могут избирательно переноситься через мембрану против градиента химической концентрации или градиента электрического потенциала. Это особенно важно для заряженных частиц. Помимо аспектов заряда, аспекты концентрации также важны для их энергетического баланса. Уменьшение энтропии в замкнутой системе приводит к увеличению градиента концентрации.Это соотношение играет такую ​​же важную роль для баланса энергии, как перенос заряда против электрического поля или мембранный потенциал покоя.

Хотя это вопрос баланса заряда или энергии в системе, концентрацию частиц и ее изменение следует рассматривать отдельно из-за избирательно проницаемой биомембраны. Энергия для активного транспорта доступна, с одной стороны, в виде энергии химической связи, например, в форме гидролиза АТФ. С другой стороны, уменьшение градиента заряда может служить движущей силой и, таким образом, генерировать электрическую энергию. Третья возможность предоставления энергии является результатом увеличения энтропии, присутствующей в соответствующей системе связи, и, таким образом, уменьшения другого градиента концентрации. Транспорт против электрического градиента называется электрогенным. В зависимости от источника энергии и типа работы различают первичный, вторичный и третичный активный транспорт. Групповая транслокация - это особая форма активного транспорта.

В первую очередь активный транспорт происходит при потреблении АТФ, с помощью которого неорганические ионы и протоны выносятся из клетки посредством транспорта АТФаз через биомембрану. Ион перекачивается, например, из стороны с более низкой концентрацией в сторону с более высокой концентрацией с помощью ионного насоса.

Натрий-калиевый насос - это основное применение этого процесса в организме человека. Потребляя АТФ, он выкачивает положительно заряженные ионы натрия и одновременно положительно заряженные ионы калия в клетку. Таким образом, потенциал покоя нейронов остается постоянным, и потенциалы действия могут генерироваться и передаваться.

При вторичном активном переносе частицы переносятся по электрохимическому градиенту. Потенциальная энергия градиента используется в качестве привода для транспортировки второй подложки в том же направлении против электрического градиента или градиента концентрации. Этот активный транспорт особенно важен для натрий-глюкозного симпорта в тонком кишечнике. Если второй субстрат транспортируется в противоположном направлении, также может иметь место активный вторичный массоперенос, например, в случае натрий-кальциевого антипорта посредством натрий-кальциевого обменника.

Третичный активный транспорт использует градиент концентрации, установленный вторичным активным транспортом, основанным на первично активном транспорте. Этот тип транспорта играет роль в первую очередь в транспорте ди- и трипептидов в тонком кишечнике, который осуществляется транспортером пептидов 1. Групповая транслокация переносит моносахариды или сахарные спирты как особую форму транспорта активных веществ и изменяет транспортные вещества химически посредством фосфорилирования. Система фосфотрансферазы фосфоенолпировиноградной кислоты является наиболее важным примером этого вида транспорта.

Болезни и недуги

Энергетический метаболизм, а также специальные ферменты-переносчики и белки-переносчики играют роль в активном переносе веществ. Если рассматриваемые белки-переносчики или ферменты не присутствуют в своей первоначально физиологически запланированной форме из-за мутаций или ошибок в транскрипции генетического материала, то транспорт активного вещества становится только более трудным или, в крайних случаях, больше невозможен.

Например, с этим явлением связаны некоторые заболевания тонкой кишки. Заболевания с нарушением поступления АТФ также могут оказывать разрушительное воздействие на активный транспорт веществ и вызывать функциональные нарушения в различных органах. Лишь в единичных случаях таких заболеваний поражается только один орган. Нарушения энергетического обмена - это чаще всего полиорганные заболевания, часто имеющие генетическую основу.

Например, при всех митохондриальных заболеваниях поражается ферментная система, которая участвует в выработке энергии посредством окислительного фосфорилирования. Эти нарушения включают, в частности, нарушение АТФ-синтазы. Этот фермент является одним из наиболее важных трансмембранных белков и выступает, например, как транспортный фермент в протонном насосе. Основная задача фермента - катализировать синтазу АТФ. Чтобы обеспечить энергию, АТФ-синтаза связывает энергетически выгодный протонный транспорт с образованием АТФ вдоль протонного градиента. Это делает АТФ-синтазу одним из наиболее важных преобразователей энергии в организме человека и может преобразовывать одну форму энергии в другие формы энергии. Митохондриальные заболевания - это нарушения митохондриальных метаболических процессов, которые приводят к снижению работоспособности организма из-за снижения синтеза АТФ.