Pasyvus masinis transportas

Iš pasyvus masinis transportas yra substratų difuzija per biomembraną. Ši difuzija vyksta išilgai koncentracijos gradiento ir nereikalauja jokios energijos. Pavyzdžiui, difuzijos procesas gali būti sutrikdytas ŽIV sergančiųjų žarnyne.

Kas yra pasyvusis masinis transportas?

Ląstelės arba ląstelių formacijos yra atskirtos viena nuo kitos kūne biomembrana. Dėl savo specializuotų struktūrų, šis lankstus atskyrimo sluoksnis leidžia pernešti specifines molekules ir informaciją į ląstelės vidų ir iš jo.

Yra du pagrindiniai medžiagų gabenimo į membraną ir iš jos būdai. Membranos turi selektyvų pralaidumą. Jie leidžia kai kurioms medžiagoms išsisklaidyti, tuo tarpu kliudo kitoms.

Aktyvus medžiagų gabenimas reiškia, kad membranos gali tikslingai atsidaryti molekulėms, kurioms jos dėl savo krūvio, koncentracijos ar dydžio nėra pralaidžios. Aktyvus transportas visada vyksta naudojant energiją. Reikia atskirti tai nuo pasyviojo transporto masinio pervežimo tipo. Šiai materijos judėjimo formai per ląstelės membraną nereikia energijos. Pasyvusis transportas turi būti tapatinamas su difuzijos procesais, vykstančiais išilgai koncentracijos gradiento ir sukuriančiais koncentracijos balansą tarp abiejų membranos pusių.

Funkcija ir užduotis

Ląstelėje ar kameros skyriuje yra tam tikra cheminė ir įkrovimo aplinka, reikalinga ląstelei funkcionuoti. Šią aplinką palaiko tik biomembranos savybės ir selektyvus pralaidumas. Pasyviosios ir veikliosios medžiagos transportuoja ląstelę ar ląstelių skyrių tiksliai reikiamu kiekiu būtent tokiomis medžiagomis, kurios reikalingos naudingai aplinkai.

Yra du skirtingi pasyvaus transporto tipai. Paprasta difuzija veikia lipiduose tirpias molekules ir vyksta ypač lėtai. Jie laisvai difunduoja per ląstelės membraną. Ši pasyviojo transporto forma yra ta, kuriai reikia mažiausiai pastangų. Antrasis pasyviosios difuzijos tipas yra palengvinta difuzija, kuri savo ruožtu gali būti padalinta į dvi antrines formas. Viena iš šių antrinių formų yra nešiklio sukelta palengvinta difuzija. Esant tokiai pasyviam masės perdavimui, membrana surenka pagrindą vadinamojo nešiklio pagalba. Nešiklis yra baltymas, identifikuojantis medžiagą, prie kurios jungiasi substratas. Kadangi paprasta difuzija vyksta lėtai, nešiklis padeda transportuoti medžiagą per biomembraną. Visų nešiklių molekulių skaičius yra ribotas.

Dėl šios priežasties transportavimas per nešiklio molekulę priklauso nuo soties kinetikos. Pasyvus medžiagų pernešimas nešiklio molekulėmis taip pat gali būti slopinamas konkurenciniu būdu. Kai nešiklio molekulė prisijungia prie savo substrato, ji keičia savo struktūrą ir atitinkamai persitvarko. Dėl to substrato molekulė gabenama per biomembraną ir vėl išleidžiama tik į priešingą pusę.

Kai kurie nešėjai gali pernešti tik vieną molekulę vienu metu ir tokiu būdu turėti neišparduotą vietą. Kiti nešėjai turi dviejų skirtingų molekulinių substratų surišimo vietas ir keičia konformaciją tik tada, kai abi rišamosios vietos yra užimtos. Dvi molekulės yra arba vienoje, arba kitoje kryptyje. Nėra priklausomybės nuo elektrinio gradiento.

Antrasis palengvintos difuzijos tipas yra per poras ir kanalus. Ši transportavimo forma ypač veikia aminorūgštis. Pavyzdžiui, transportuojant jonus, aminorūgšties substratas per poras absorbuojamas ląstelės membranoje. Kanalai formuojami baltymų. Šiuose kanaluose, kuriuose yra baltymų, yra specialios surišimo vietos. Palengvintas pasklidimas poras ir kanalus yra selektyvus medžiagų pernešimas, kurį galima paveikti elektriškai ir chemiškai.

Beveik visi kanalai atidaromi tik reaguojant į tam tikrus signalus. Pvz., Ligandu valdomas kanalas reaguoja tik į medžiagą pasiuntinį, pavyzdžiui, hormoną. Kai kurie kanalai yra valdomi įtampos ir yra atviri difuzijai keičiantis membranos potencialui. Po koncentracijos išlyginimo kanalai vėl užsidaro.

Ligos ir negalavimai

Jei sutrinka membranos pralaidumas, taigi ir pasyvusis masės pernešimas, įvairių jonų pralaidumas nebėra idealiai reguliuojamas. Tokie membranos pralaidumo sutrikimai dažnai išsivysto dėl širdies ir kraujagyslių ligų ir kartais pablogina elektrolitų pusiausvyrą.

Kartais membranų pralaidumo sutrikimai taip pat yra paveldimi. Skirtingi baltymai kaupia biomembraną ir suteikia jai selektyviai pralaidų dvigubą lipidų sluoksnį. Kai keičiasi dalyvaujantys baltymai, keičiasi ir membranos pralaidumas. Šis reiškinys atsiranda, pavyzdžiui, Myotonia congenita Thomsen. Šis genetinis raumenų funkcijos sutrikimas sukelia mutaciją geną, atsakingą už atskirų chlorido kanalų kodavimą raumenų skaidulų membranose. Dėl mutacijos sumažėja chlorido jonų pralaidumas ir dėl to atsiranda raumenų sustingimas.

Autoimuninės ligos taip pat gali būti nukreiptos prieš biomembraną, pavyzdžiui, antifosfolipidinis sindromas. Kaip dalis ligos, imuninė sistema užpuola membranos baltymus, susijusius su fosfolipidais. Padidėjęs kraujo krešėjimo polinkis taip pat padidina širdies priepuolių ir insultų riziką.

Mitochondrijos ligos taip pat keičia membranų pralaidumą. Mitochondrijos yra paties kūno energetinės jėgainės, kurios gamindamos energiją išskiria laisvuosius radikalus. Šios medžiagos yra perimamos sveikiems žmonėms. Šis procesas nesėkmingas pacientams, sergantiems mitochondiopatija, kuri pažeidžia membranas ir smarkiai sumažina mitochondrijų galimybes gaminti energiją.

Pasyvus ir aktyvus medžiagų pernešimas per plonosios žarnos membranas yra ypač paveiktas tokių sutrikimų kaip ŽIV enteropatija. Šis reiškinys ypač paveikia ŽIV sergančius lėtiniu viduriavimu ir gali būti susijęs su sumažėjusiu interstinalinių fermentų aktyvumu.