Пасивний масовий транспорт

З пасивний масовий транспорт - це дифузія субстратів через біомембрану. Ця дифузія відбувається вздовж градієнта концентрації і не потребує енергії. Дифузійний процес може бути порушений, наприклад, у кишечнику ВІЛ-пацієнтів.

Що таке пасивний масовий транспорт?

Клітини або клітинні утворення відокремлюються одна від одної в організмі біомембраною. Завдяки спеціалізованим структурам, цей гнучкий розділюючий шар забезпечує транспортування певних молекул та інформації до та із клітинних нутрощів.

Існує два основних способи транспортування речовин в мембрану і назовні. Мембрани мають селективну проникність. Вони дозволяють деяким речовинам дифундувати, тоді як вони виступають бар'єром для інших.

Активний транспорт речовин означає, що мембрани можуть цілеспрямовано відкриватися для молекул, для яких вони фактично не проникні через заряд, концентрацію або розмір. Активний транспорт завжди відбувається з використанням енергії. Необхідно розрізняти цей і пасивний вид транспорту речовин. При цій формі руху речовини через клітинну мембрану не потрібно енергії. Пасивний транспорт слід прирівнювати до процесів дифузії, які відбуваються вздовж градієнта концентрації та створюють концентраційний баланс між двома сторонами мембрани.

Функція та завдання

У клітині або клітинному відділенні є певне середовище, пов'язане з хімією та зарядом, необхідне для роботи клітини. Це середовище підтримується виключно властивостями біомембрани та селективною проникністю. Пасивний та активний транспорт речовини постачає клітину або відділення клітини в точно потрібній кількості рівно необхідними речовинами для сприятливого середовища.

Існує два різних види пасивного транспорту. Проста дифузія впливає на ліпіднорозчинні молекули і відбувається з надзвичайно повільною швидкістю. Вони вільно дифундують через клітинну мембрану. Ця форма пасивного транспорту - це найменше зусиль. Другий тип пасивної дифузії - це полегшена дифузія, яку, у свою чергу, можна розділити на дві підформи. Однією з таких підформ є опосередковане носієм полегшене розповсюдження. При такій формі транспортування пасивної речовини мембрана забирає субстрат за допомогою так званого носія. Носій - це білок, який використовується для ідентифікації речовини, з якою зв'язується субстрат. Оскільки проста дифузія відбувається з низькою швидкістю, носій допомагає транспортувати речовину через біомембрану. Кількість усіх молекул-носіїв обмежена.

З цієї причини транспорт через молекулу-носій підлягає кінетиці насичення. Пасивний транспорт речовин молекулами-носіями також може зазнати конкурентного гальмування. Коли молекула-носій з'єднується зі своїм субстратом, вона змінює свою конформацію і відповідно переставляє. В результаті молекула субстрату транспортується через біомембрану і лише знову вивільняється на протилежну сторону.

Деякі носії можуть переносити по одній молекулі одночасно і, таким чином, мати uniport. Інші носії мають місця зв'язування для двох різних молекулярних субстратів і змінюють конформацію лише тоді, коли обидва сайти зв'язування зайняті. Дві молекули є або симпортом в одному і тому ж, або антипортовим у протилежних напрямках. Залежності від електричного градієнта немає.

Другий тип полегшеної дифузії - через пори та канали. Цей вид транспорту особливо впливає на амінокислоти. Наприклад, під час транспортування іонів субстрат амінокислоти всмоктується через пори в клітинну мембрану. Канали утворені білками. На цих білковмісних каналах є спеціальні сайти зв'язування. Полегшена дифузія через пори та канали - це селективний транспорт матеріалу, на який можна впливати електрично та хімічно.

Майже всі канали відкриваються лише у відповідь на певні сигнали. Наприклад, канал, керований лігандом, реагує лише на таку гігієнічну речовину, як гормон. Деякі канали контролюються напругою і відкриті для дифузії зі зміною мембранного потенціалу. Після вирівнювання концентрації канали знову закриваються.

Хвороби та недуги

Якщо порушена мембранна проникність, а отже, і пасивний транспорт маси, проникність різних іонів більше не ідеально регулюється. Такі порушення мембранної проникності часто розвиваються внаслідок серцево-судинних захворювань і іноді порушують електролітний баланс.

Іноді порушення мембранної проникності також є спадковими. Різні білки накопичують біомембрану і надають їй селективно проникний подвійний ліпідний шар. Коли білки, що беруть участь, змінюються, змінюється і проникність мембрани. Це явище трапляється, наприклад, у Myotonia congenita Thomsen. Це генетичне порушення функцій м’язів викликає мутацію гена, який відповідає за кодування окремих хлоридних каналів у мембранах м'язових волокон. Завдяки мутації знижується проникність для хлорид-іонів і, таким чином, викликає жорсткість м’язів.

Аутоімунні захворювання також можуть бути спрямовані проти біомембрани, наприклад, антифосфоліпідного синдрому. Імунна система атакує білки мембрани, пов'язані з фосфоліпідом, як частину захворювання. Підвищена тенденція до згортання крові також збільшує ризик інфарктів та інсультів.

Мітохондріальні захворювання також змінюють проникність мембран. Мітохондрії - власні енергетичні станції організму, які виділяють вільні радикали при виробленні енергії. Ці речовини перехоплюються у здорових людей. Цей процес виявляється невдалим у пацієнтів з мітохондіопатією, що пошкоджує оболонки і значно знижує здатність мітохондрій виробляти енергію.

На пасивний та активний транспорт речовин через мембрани тонкої кишки особливо впливають такі розлади, як ентеропатія ВІЛ. Це явище особливо вражає хворих на ВІЛ з хронічною діареєю і може бути пов'язане зі зниженою активністю інтерстинальних ферментів.