Активният транспорт на разтворено вещество е форма на транспорт на субстрати през биомембрана. Активен транспорт възниква срещу a концентрация или градиент на зареждане и възниква при потребление на енергия. При митохондриопатии този процес е нарушен.
Какво представлява активният транспорт на разтворени вещества?
Активният транспорт на разтворено вещество е вид транспорт на субстрати през биомембрана. В човешкото тяло фосфолипидните и двуслойните биомембрани отделят отделни клетъчни отделения. Въз основа на техните мембранни компоненти, различните биомембрани поемат активна роля в селективните маса транспорт. Като разделящ слой между няколко отделения, биомембраната е непроницаема за повечето от всички молекули. Само липофилни, по-малки и хидрофобни молекули дифузират свободно през липидния бислой. Този тип настроена мембранна пропускливост е известна още като селективна пропускливост. Дифузионен молекули включват например газ, алкохол намлява урея молекули. Йоните и други биологично активни вещества са предимно хидрофилни и се спират от бариерата на биомембраната. За да има йони, вода и по-големи частици като захари за дифузия, биомембраната има транспорт протеини. Те участват активно в транспорта на вещества. Транспортът през биомембрана се нарича още мембранен транспорт или мембранен поток, ако самата мембрана е изместена в процеса. Биомембраните и тяхната селективна пропускливост поддържат специфична клетъчна среда вътре в клетката, която насърчава вътрешните функционални процеси. Клетката и нейните отделения комуникират със заобикалящата ги среда и се включват в селективно маса и обмен на частици. Механизми като активен транспорт на разтворени вещества позволяват селективно преминаване на мембраните на тази основа. Активният транспорт на разтвореното вещество трябва да се разграничава от пасивния транспорт на разтворени вещества и транспортирането на разтворени мембрани.
Функция и задача
Транспортът на вещества през биомембраната се извършва активно или пасивно. При пасивен транспорт молекулите преминават през мембраната без консумация на енергия в посока на конкретна концентрация или потенциален градиент. По този начин пасивният транспорт е специална форма на дифузия. Така дори по-големите молекули достигат до другата страна на мембраната с помощта на мембранния транспорт протеини. Активният транспорт, от друга страна, е транспортен процес, който протича с консумацията на енергия спрямо градиента на биосистемата. По този начин различни молекули могат да бъдат селективно транспортирани през мембраната срещу химичното вещество концентрация градиент или градиент на електрическия потенциал. Това играе роля особено за заредените частици. В допълнение към аспектите на заряда, аспектите на концентрацията също са от значение за енергията баланс от тях. Намаляването на ентропията в затворена система води до усилване на градиента на концентрация. Тази връзка играе също толкова важна роля в енергията баланс като транспорт на заряд срещу електрическото поле или потенциала на мембраната в покой. Въпреки че се занимаваме със заряд или енергия баланс в системата, концентрацията на частиците и нейната промяна трябва да се разглеждат отделно поради селективно пропускливата биомембрана. Енергията за активен транспорт се осигурява от една страна като химическа свързваща енергия, например под формата на хидролиза на АТФ. От друга страна, разбивката на градиента на заряда може да служи като движеща сила и по този начин да генерира електрическа енергия. Третата възможност за осигуряване на енергия е резултат от увеличаване на ентропията, присъстваща в съответната комуникационна система и по този начин от разлагането на градиент на концентрация другаде. Транспортът срещу електрическия градиент се нарича електрогенен. В зависимост от източника на енергия и вида на работата се прави разлика между първичен, вторичен и третичен активен транспорт. Груповата транслокация е специална форма на активен транспорт. Първичен активен транспорт се случва, когато АТФ се консумира и неорганичните йони и протони се транспортират от клетката през биомембрана чрез транспортиране на АТФази. По този начин се изпомпва йон с помощта на йонна помпа, например от по-ниско концентрирана към по-високо концентрирана страна. The натрий-калий помпата е най-важното приложение на този процес в човешкото тяло. Той изпомпва положително зареден натрий йони при консумация на АТФ и едновременно изпомпва положително заредени калий йони в клетка. По този начин потенциалът на покой на невроните остава постоянен и потенциалите за действие могат да бъдат генерирани и предадени. При вторичен активен транспорт частиците се транспортират по електрохимичния градиент. Потенциалната енергия на градиента служи като задвижване за транспортиране на втори субстрат в същата посока срещу електрически градиент или градиент на концентрация. Този активен транспорт играе роля специално в натрий-гликоза symport в тънко черво. Ако вторият субстрат се транспортира в обратна посока, може да присъства и вторичен активен транспорт, например вкалций антипорт с помощта на натриево-калциеви обменници. Третичният активен транспорт използва градиент на концентрация, установен от вторичен активен транспорт въз основа на първичен активен транспорт. Този вид транспорт играе роля главно за ди- и трипептидния транспорт в тънко черво, което се извършва от пептиден транспортер 1. Групови транслокационни транспорти монозахариди or захар алкохоли като специална форма на активен транспорт, химически модифицираща транспортните вещества чрез фосфорилиране. Фосфоенолпирувиновата киселина фосфотрансферазна система е най-важният пример за този вид транспорт.
Болести и разстройства
Енергиен метаболизъм както и конкретен транспортьор ензими и транспортьор протеини играят роля в активен метаболитен транспорт. Ако транспортните протеини или ензими въпросните, поради мутации или грешки в транскрипцията на генетичния материал, не присъстват в първоначално физиологично планираната си форма, тогава активен метаболитен транспорт е възможен само с трудност или в краен случай изобщо не. Някои заболявания на тънко червонапример са свързани с това явление. Болестите с нарушено снабдяване с АТФ също могат да имат опустошителни последици върху транспорта и причината на активното вещество функционални нарушения на различни органи. Само в няколко случая на такива заболявания е засегнат само един орган. В повечето случаи, енергиен метаболизъм нарушенията са многоорганни заболявания, които често имат генетична основа. Във всички митохондриопатии например е засегната ензимната система, участваща в производството на енергия чрез окислително фосфорилиране. Тези нарушения включват, по-специално, нарушаването на АТФ синтазата. Този ензим е един от най-важните трансмембранни протеини и по този начин се появява например в протонната помпа като транспортен ензим. Основната задача на ензима е да катализира синтазата на АТФ. За да осигури енергия, АТФ синтазата омрежва енергийно облагодетелствания транспорт на протон с образуване на АТФ по протежение на протонния градиент. По този начин АТФ синтазата е един от най-важните преобразуватели на енергия в човешкото тяло и може да преобразува една форма на енергия в други форми на енергия. Митохондриопатиите са неизправности в метаболитните процеси на митохондриите и водят до намалена работоспособност на тялото поради намален синтез на АТФ.
