Transport aktywny i pasywny

Zawartość

• Przykłady transportu biernego
• Przykłady transportu aktywnego

Jest nazywany transport komórek do wymiany substancji między wnętrzem komórki a środowiskiem zewnętrznym, w którym się znajduje. Dzieje się to za pośrednictwem błona plazmatyczna, która jest półprzepuszczalną barierą ograniczającą komórkę.

Transport komórkowy jest niezbędny do wprowadzenia składników odżywczych i substancji rozpuszczonych w środowisku oraz wydalenia pozostałości lub substancji metabolizowanych wewnątrz komórki, takich jak hormony lub enzymy. Zgodnie z kierunkiem przemieszczania materii i kosztem energii, porozmawiamy o:

• Transport pasywny. Przechodząc na korzyść gradientu stężeń, to znaczy od bardziej skoncentrowanego ośrodka do mniej skoncentrowanego, zachodzi on poprzez dyfuzję przez membranę i nie ma kosztu energii, ponieważ wykorzystuje przypadkowe ruchy cząsteczek (ich energia kinetyczna ). Istnieją cztery rodzaje transportu pasywnego:
  • Prosta dyfuzja. Materiał przesuwa się od najbardziej skoncentrowanego obszaru do najmniej skoncentrowanego, aż poziomy się wyrównają.
  • Ułatwione rozpowszechnianie. Transport jest obsługiwany przez specjalne białka transportowe znajdujące się w błonie komórkowej.
  • Filtrowanie. Membrana plazmatyczna ma pory, przez które materiał o określonej wielkości może przedostawać się do jej wnętrza pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego.
  • Osmoza. Podobnie jak w przypadku prostej dyfuzji, zależy to od stopnia molekuły wody przez membranę, ze względu na ciśnienie medium i jego selektywność.

• Transport aktywny. W przeciwieństwie do pasywnego, działa pod kątem gradientu stężeń (od mniej skoncentrowanej strefy do bardziej skoncentrowanej), więc ma koszt energii komórkowej. Pozwala to komórkom gromadzić materiał, którego potrzebują do procesów syntezy.

Przykłady transportu biernego

1. Rozpuszczenie w warstwie fosfolipidowej. W ten sposób do komórki dostaje się wiele pierwiastków, takich jak woda, tlen, dwutlenek węgla, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, steroidy, gliceryny i alkohole o niskiej masie cząsteczkowej.
2. Wejście przez pełne kanały białkowe. Niektóre substancje jonowe (naładowane elektrycznie), takie jak sód, potas, wapń lub wodorowęglan, przechodzą przez membranę prowadzoną kanałami i białko specjalne do tego, bardzo małe.
3. Kłębuszki nerkowe. Filtrują krew w nerkach, pozbawiając ją mocznika, kreatyniny i soli, poprzez proces ultrafiltracji prowadzony przez naczynia włosowate, zapobiegając przedostawaniu się większych pierwiastków i wydalaniu mniejszych pod wpływem ciśnienia otoczenia.
4. Absorpcja glukozy. Komórki są zawsze utrzymywane w niskim stężeniu glukozy, co powoduje, że zawsze przepływa przez dyfuzję do ich wnętrza. W tym celu białka transportujące przenoszą go do wewnątrz, a następnie przekształcają w glukozo-6-fosforan.
5. Działanie insuliny. Ten hormon wydzielany przez trzustkę nasila dyfuzję glukozy we krwi do komórek, zmniejszając obecność cukru we krwi, pełniąc rolę hemoregulator.
6. Dyfuzja gazów. Prosta dyfuzja umożliwia przedostanie się gazów będących produktem oddychania z zewnątrz do komórek z ich stężenia we krwi. W ten sposób CO jest wydalane₂ i tlen.
7. Wyzysk. Wydalanie potu przez skórę odbywa się na drodze osmozy: ciecz wypływa na zewnątrz i przenosi ze sobą toksyny i inne substancje.
8. Korzenie roślin. Mają selektywne membrany, które pozwalają wodzie i innym minerałom dostać się do wnętrza rośliny, a następnie wysłać ją do liści w celu fotosyntezy.
9. Wchłanianie jelitowe. Komórki nabłonkowe jelita absorbują wodę i inne składniki odżywcze z kału, nie pozwalając im przedostać się do krwiobiegu. Wspomniana selektywność zachodzi również biernie, poprzez gradient elektrolitu.
10. Uwalnianie enzymów i hormonów do krwiobiegu. Często jest wytwarzany przez mechanikę wysokiego stężenia wewnątrzkomórkowego, bez kosztów ATP.

Przykłady transportu aktywnego

1. Pompa sodowo-potasowa. Jest to mechanizm błony komórkowej, który pozwala, poprzez białko nośnikowe, na wydalenie sodu z wnętrza komórki i zastąpienie go potasem, przy zachowaniu gradientów jonów (niski poziom sodu i obfity potas) oraz dogodną biegunowość elektryczną.
2. Pompa wapniowa. Inne białko transportowe obecne w błonie komórkowej umożliwia przenoszenie wapnia wbrew jego gradientowi elektrochemicznemu z cytoplazmy na zewnątrz.
3. Fagocytoza. Białe krwinki, które umożliwiają obronę organizmu, zawierają przez worki w błonie komórkowej obce cząsteczki, które później wydalimy.
4. Pinocytoza. Kolejny proces fagocytizacji zachodzi poprzez wgłębienia w błonie, które umożliwiają wejście płynu środowiskowego. To jest coś, co robi komórka jajowa podczas swojego dojrzewania.
5. Egzocytoza. W przeciwieństwie do fagocytizacji, usuwa elementy zawartości komórkowej przez błoniaste worki, które przesuwają się na zewnątrz, aż zlewają się z błoną i otwierają się na zewnątrz. W ten sposób komunikują się neurony: przekazują zawartość jonową.
6. Zakażenie wirusem HIV. Wirus AIDS wnika do komórek wykorzystując ich błonę, przyłączając się do glikoprotein obecnych w ich zewnętrznej warstwie (receptory CD4) i aktywnie penetrując ich wnętrze.
7. Transcytoza. Mieszanka endocytozy i egzocytozy, umożliwia transport substancji z jednego podłoża do drugiego, na przykład z naczyń włosowatych krwi do otaczających tkanek.
8. Fototransferaza cukrowa. Typowy proces pewnych bakteria tak jak coli, który polega na chemicznej modyfikacji podłoży wewnątrz, aby przyciągnąć innych wiązanie kowalencyjne a tym samym zaoszczędzić dużo energii.
9. Wychwyt żelaza. Żelazo jest wychwytywane przez wiele bakterii poprzez wydzielanie sideroforów, takich jak enterobaktyna, która wiąże się z żelazem, tworząc chelaty, a następnie jest absorbowana przez powinowactwo do bakterii, gdzie uwalniany jest metal.
10. Wychwyt LDL. Ta lipoproteina z estrami cholesterolu jest wychwytywana przez komórkę dzięki działaniu apoproteiny (B-100), która umożliwia jej wejście do błony, a następnie rozkład na aminokwasy.