Pasivni množični prevoz

Od pasivni množični prevoz je difuzija substratov skozi biomembrano. Ta difuzija poteka vzdolž koncentracijskega gradienta in ne potrebuje nobene energije. Difuzijski proces lahko na primer moti v črevesju bolnikov s HIV.

Kaj je pasivni množični prevoz?

Celice ali celične tvorbe se med seboj v telesu ločijo z biomembrano. Zahvaljujoč specializiranim strukturam ta prilagodljiv ločilni sloj omogoča transport določenih molekul in informacij v celico in iz nje.

Obstajata dva osnovna načina transporta snovi v membrano in iz nje. Membrane imajo selektivno prepustnost. Nekatere snovi dopuščajo, da se razpršijo, medtem ko drugim preprečujejo delovanje.

Aktivni transport snovi pomeni, da se lahko membrane ciljno odprejo za molekule, za katere zaradi naboja, koncentracije ali velikosti dejansko niso prepustne. Aktivni transport vedno poteka z uporabo energije. Razlikovati je treba med tem in pasivnim prevozom snovi. Pri tej obliki gibanja snovi skozi celično membrano ni potrebna nobena energija. Pasivni transport je treba enačiti z difuzijskimi procesi, ki potekajo vzdolž koncentracijskega gradienta in ustvarjajo koncentracijsko ravnovesje med obema stranema membrane.

Funkcija in naloga

V celici ali celičnem oddelku je določen kemični in nabojni milje, ki je potreben za delovanje celice. To okolje ohranjajo le lastnosti biomembrane in selektivna prepustnost. Pasivni transport aktivnih snovi oskrbuje celico ali celico v ravno pravšnji količini s prav snovmi, ki so potrebne za koristno okolje.

Obstajata dve različni vrsti pasivnega prevoza. Preprosta difuzija vpliva na molekule, topne v lipidih, in se pojavlja pri zelo počasni hitrosti. Prosto difundirajo skozi celično membrano. Ta oblika pasivnega prevoza je tista z najmanj truda. Druga vrsta pasivne difuzije je olajšana difuzija, ki jo lahko razdelimo na dve podvrsti. Ena od teh oblik je olajšana difuzija, ki jo posreduje nosilec. S to obliko pasivnega prenosa snovi membrana pobira podlago s pomočjo tako imenovanega nosilca. Nosilec je protein, ki se uporablja za identifikacijo snovi, na katero se substrat veže. Ker se preprosta difuzija odvija počasi, nosilec pomaga pri prevozu snovi skozi biomembrano. Število vseh molekul nosilcev je omejeno.

Zaradi tega je transport skozi nosilno molekulo podvržen kinetiki nasičenja. Pasivni transport snovi s pomočjo nosilnih molekul je lahko tudi konkurenčen zaviranju. Ko se molekula nosilca poveže s svojim substratom, spremeni svojo konformacijo in ustrezno preuredi. Rezultat tega je, da se molekula substrata transportira skozi biomembrano in spet sprosti na nasprotni strani.

Nekateri nosilci lahko nosijo samo eno molekulo hkrati in imajo uniport. Drugi nosilci imajo vezna mesta za dva različna molekularna substrata in spreminjajo konformacijo le, ko sta zavezana oba vezavna mesta. Dve molekuli sta bodisi simbolični v istem bodisi protiporni v nasprotnih smereh. Od električnega gradienta ni odvisnosti.

Druga vrsta olajšane difuzije je skozi pore in kanale. Ta oblika prevoza vpliva zlasti na aminokisline. Na primer med transportom ionov se subst aminokisline absorbira v celično membrano skozi pore. Kanale tvorijo proteini. Na teh kanalih, ki vsebujejo beljakovine, obstajajo posebna mesta vezave. Olajšana difuzija skozi pore in kanale je selektiven transport materiala, na katerega lahko vplivamo električno in kemično.

Skoraj vsi kanali se odprejo le kot odziv na določene signale. Na primer, kanal z nadzorovanim ligandom reagira le na sporočilno snov, kot je hormon. Nekateri kanali so nadzorovani z napetostjo in so odprti za difuzijo s spremembo membranskega potenciala. Po izenačitvi koncentracije se kanali spet zaprejo.

Bolezni in bolezni

Če je motena prepustnost membrane in s tem tudi pasivni transport mase, prepustnost različnih ionov ni več idealno urejena. Takšne motnje prepustnosti membran se pogosto razvijejo iz bolezni srca in ožilja in včasih poslabšajo ravnovesje elektrolitov.

Včasih so motnje prepustnosti membran tudi dedne. Različni proteini sestavijo biomembrano in ji dajo selektivno prepustno dvojno lipidno plast. Ko se vpleteni proteini spremenijo, se spremeni tudi prepustnost membrane. Ta pojav se pojavlja na primer v Myotonia congenita Thomsen. Ta genetska motnja delovanja mišic povzroči mutiranje gena, ki je odgovoren za kodiranje posameznih kloridnih kanalov v membranah mišičnih vlaken. Zaradi mutacije se prepustnost za kloridne ione zmanjša in s tem povzroči togost mišic.

Avtoimunske bolezni se lahko usmerijo tudi proti biomembrani, na primer antifosfolipidni sindrom. Imunski sistem napada del fosfolipidno vezanih proteinov membrane kot del bolezni. Povečana nagnjenost k strjevanju krvi povečuje tudi tveganje za srčni napad in kap.

Mitohondrijske bolezni spreminjajo tudi prepustnost membran. Mitohondrije so telesne lastne energetske elektrarne, ki pri proizvodnji energije sproščajo proste radikale. Te snovi prestrežejo pri zdravih ljudeh. Pri bolnikih z mitohondiopatijo ta proces ne uspe, kar poškoduje membrane in močno zmanjša sposobnost mitohondrijev za proizvodnjo energije.

Na motnje, kot je enteropatija virusa HIV, še posebej vplivajo pasivni in aktivni prevozi snovi skozi membrane tankega črevesa. Ta pojav še posebej prizadene bolnike z virusom HIV s kronično drisko in je lahko povezan z zmanjšano aktivnostjo interstinalnih encimov.