Membránszállítás
Az anyagokat a sejtmembránon keresztül a sejtbe vagy a sejtből szállítják, különböző mechanizmusokon keresztül.
A biológiai membrán legfontosabb tulajdonsága a szelektív permeabilitás, vagyis az a képesség, hogy bizonyos anyagokat átugorjon, és ne múljon másokat. Ez nagy jelentőséggel bír az anyagcserének önszabályozásához és a konstans sejtösszetétel fenntartásához (sejtes homeosztázis).
Az alábbiakban a sejtmembrán lipid kettős rétegét tartalmazza. A lipidek szerkezete és tulajdonságai a második félévben tanulni fognak. A lipidek spontán (ΔG <0) собираются в надмолекулярные комплексы с гидрофобной внутренней частью и гидрофильной поверхностью, обращенной внутрь клетки и наружу в водную среду.
Az anyagoknak a testben történő szállításának típusai
1. A membrán lipid kettős rétegén keresztül történő transzport (egyszerű diffúzió) és transzport a membránfehérjék részvételével
2. Aktív és passzív szállítás
3. Simport, Antiport és Uniport
A kis molekulatömegű (például oxigén, nitrogén, benzol) nem poláros molekulák könnyebben átjutnak a lipid kettős rétegbe. Gyorsan behatolnak a lipid kettős rétegbe olyan kicsi, poláris molekulák, mint a szén-dioxid, nitrogén-oxid, víz, karbamid. Jelentős sebességgel halad át a lipid kettősrétegű etanol és a glicerin, valamint a szteroid és a pajzsmirigyhormonok. A nagyobb poláris molekulák (glükóz, aminosavak), valamint az ionok esetében a lipid kettős réteg gyakorlatilag áthatolhatatlan, mivel belseje hidrofób.
A nagy poláros molekulák és ionok átvitele proteincsatornák vagy hordozófehérjék miatt következik be. Tehát a sejtmembránokban csatornák vannak a nátrium-, kálium- és klórionok, valamint a glükóz, aminosavak és egyéb molekulák fehérjéi számára. Vannak speciális vízcsatornák is - aquaporines.
Passzív szállítás - anyagok szállítása a koncentráció gradiens mentén. nem igényel energiát. Passzív módon hidrofób anyagok szállítása a membrán lipid kettős rétegében (ΔG<0). Пассивно пропускают через себя вещества все белки-каналы и некоторые белки-переносчики. Пассивный транспорт с участием мембранных белков называют облегченной диффузией. Другие белки-переносчики (их иногда называют белки-«насосы») переносят через мембрану вещества с затратами энергии, которая выделяется при гидролизе АТФ. Этот вид транспорта осуществляется против градиента концентрации переносимого вещества и называется активным транспортом .
Az anyagok membránszállítása szintén eltér a mozgás irányában és a hordozó fehérje által hordozott anyagok számától:
1) Uniport - egy anyag szállítása egy irányban, a koncentráció gradiensétől függően.
2) Simport - két anyag szállítása egy irányban egy szállító segítségével.
3) Antiport - két anyag különböző irányú mozgatása egyetlen hordozó segítségével.
Az anyagoknak a membránon keresztüli mozgásának fő mechanizmusait az alábbi séma mutatja be:
Az Uniporte olyan potenciálisan függő nátriumcsatorna, amelyen keresztül a nátriumkationok mozognak az akciós potenciál generálása során.
A Simport egy glükóz transzportert hordoz a bélhám sejtjeinek külső oldalán (szemben a bél lumenével). Ez a fehérje befogja mind a glükózmolekulát, mind a nátrium-kationt, és a konformáció megváltoztatásával mindkét anyagot hordozza a sejtben. Ebben az esetben az elektrokémiai gradiens energiáját használják, ami viszont az ATP hidrolízisével jön létre a nátrium-kálium-ATPáz enzimmel.
Az antiportot nátrium-kálium-ATPázzal adjuk be. 2 káliumkationot hordoz a sejtbe, és 3 nátriumkationot távolítja el a sejtből.
A nátrium-kálium-ATPáz munkája egy aktív szállítási példa egy antiport segítségével.