Ενεργές και παθητικές μεταφορές

Περιεχόμενο

• Παραδείγματα παθητικής μεταφοράς
• Παραδείγματα ενεργών μεταφορών

Λέγεται μεταφορά κυττάρων στην ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του εξωτερικού περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκεται. Αυτό συμβαίνει μέσω του μεμβράνη πλάσματος, το οποίο είναι ένα ημι-διαπερατό φράγμα που οριοθετεί το κελί.

Η κυτταρική μεταφορά είναι ζωτικής σημασίας για την είσοδο θρεπτικών ουσιών και ουσιών που διαλύονται στο περιβάλλον και για την αποβολή υπολειμμάτων ή μεταβολισμένων ουσιών μέσα στο κύτταρο, όπως ορμόνες ή ένζυμα. Σύμφωνα με την κατεύθυνση της μετατόπισης της ύλης και του ενεργειακού της κόστους, θα μιλήσουμε για:

• Παθητική μεταφορά. Πηγαίνοντας υπέρ της διαβάθμισης συγκέντρωσης, δηλαδή, από ένα πιο συμπυκνωμένο μέσο έως ένα λιγότερο συμπυκνωμένο, συμβαίνει με διάχυση μέσω της μεμβράνης και δεν έχει κόστος ενέργειας, καθώς εκμεταλλεύεται τις τυχαίες κινήσεις των μορίων (την κινητική τους ενέργεια ). Υπάρχουν τέσσερις τύποι παθητικής μεταφοράς:
  • Απλή διάχυση. Το υλικό κινείται από την πιο συμπυκνωμένη περιοχή στο λιγότερο συμπυκνωμένο έως ότου εξισωθούν τα επίπεδα.
  • Διευκόλυνση της διάδοσης. Η μεταφορά γίνεται με ειδικές πρωτεΐνες μεταφοράς που βρίσκονται μέσα στην κυτταρική μεμβράνη.
  • Διήθηση. Η μεμβράνη πλάσματος έχει πόρους μέσω των οποίων υλικό συγκεκριμένου μεγέθους μπορεί να διαρρεύσει στο εσωτερικό της με υδροστατική πίεση.
  • Ωσμωση. Παρόμοια με την απλή διάχυση, εξαρτάται από το βήμα του μόρια νερού μέσω της μεμβράνης, λόγω της πίεσης του μέσου και της επιλεκτικότητάς του.

• Ενεργή μεταφορά. Σε αντίθεση με το παθητικό, έρχεται σε αντίθεση με τη βαθμίδα συγκέντρωσης (από μια λιγότερο συγκεντρωμένη ζώνη σε μια πιο συγκεντρωμένη), οπότε έχει κόστος κυτταρικής ενέργειας. Αυτό επιτρέπει στα κύτταρα να συσσωρεύουν το υλικό που χρειάζονται για τις διαδικασίες σύνθεσής τους.

Παραδείγματα παθητικής μεταφοράς

1. Διάλυση στο στρώμα φωσφολιπιδίου. Έτσι, πολλά στοιχεία εισέρχονται στο κύτταρο, όπως νερό, οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, λιποδιαλυτές βιταμίνες, στεροειδή, γλυκερίνες και αλκοόλες χαμηλού μοριακού βάρους.
2. Είσοδος μέσω ολόκληρων καναλιών πρωτεϊνών. Ορισμένες ιοντικές ουσίες (ηλεκτρικά φορτισμένες), όπως νάτριο, κάλιο, ασβέστιο ή όξινο ανθρακικό άλας, διέρχονται από τη μεμβράνη καθοδηγούμενη από κανάλια και πρωτεΐνη ιδιαίτερο για αυτό, πολύ μικρό.
3. Τα νεφρικά σπειράματα. Φιλτράρουν το αίμα στους νεφρούς, αφαιρώντας το από ουρία, κρεατινίνη και άλατα, μέσω μιας διαδικασίας υπερδιήθησης που πραγματοποιείται από τα τριχοειδή αγγεία, εμποδίζοντας τη διέλευση μεγαλύτερων στοιχείων και εκκρίνοντας τα μικρότερα χάρη στην πίεση του ίδιου του μέσου.
4. Απορρόφηση γλυκόζης. Τα κύτταρα διατηρούνται πάντα με χαμηλή συγκέντρωση γλυκόζης, με αποτέλεσμα να ρέει πάντα με διάχυση στο εσωτερικό τους. Γι 'αυτό, οι πρωτεΐνες του μεταφορέα το μεταφέρουν μέσα και στη συνέχεια το μετατρέπουν σε 6-φωσφορικό γλυκόζη.
5. Η δράση της ινσουλίνης. Αυτή η ορμόνη που εκκρίνεται από το πάγκρεας ενισχύει τη διάχυση της γλυκόζης στο αίμα στα κύτταρα, μειώνοντας την παρουσία σακχάρου στο αίμα, εκπληρώνοντας έναν ρόλο αιμορυθμιστής.
6. Διάχυση αερίου. Η απλή διάχυση επιτρέπει την είσοδο αερίων που παράγονται από την αναπνοή, από το εξωτερικό έως το εσωτερικό των κυττάρων από τη συγκέντρωσή τους στο αίμα. Με αυτόν τον τρόπο αποβάλλεται το CO₂ και χρησιμοποιείται οξυγόνο.
7. Ιδρώνοντας. Η απέκκριση του ιδρώτα μέσω του δέρματος πραγματοποιείται από όσμωση: το υγρό ρέει προς τα έξω και μεταφέρει τοξίνες και άλλες ουσίες μαζί του.
8. Φυτικές ρίζες. Έχουν επιλεκτικές μεμβράνες που επιτρέπουν στο νερό και άλλα μέταλλα να εισέλθουν στο εσωτερικό του φυτού και στη συνέχεια να το στείλουν στα φύλλα για φωτοσύνθεση.
9. Εντερική απορρόφηση. Τα επιθηλιακά κύτταρα του εντέρου απορροφούν νερό και άλλα θρεπτικά συστατικά από τα κόπρανα, χωρίς να τους επιτρέπουν να εισέλθουν στην κυκλοφορία του αίματος. Η εν λόγω εκλεκτικότητα εμφανίζεται επίσης παθητικά, μέσω της βαθμίδας ηλεκτρολύτη.
10. Η απελευθέρωση ενζύμων και ορμονών στην κυκλοφορία του αίματος. Παράγεται συχνά από τους μηχανικούς υψηλής ενδοκυτταρικής συγκέντρωσης, χωρίς κόστος του ATP.

Παραδείγματα ενεργών μεταφορών

1. Αντλία νατρίου-καλίου. Είναι ένας μηχανισμός κυτταρικής μεμβράνης που επιτρέπει, μέσω μιας πρωτεΐνης φορέα, νατρίου να αποβληθεί από το εσωτερικό του κυττάρου και να αντικατασταθεί με κάλιο, διατηρώντας βαθμίδες ιόντων (χαμηλό νάτριο και άφθονο κάλιο) και βολική ηλεκτρική πολικότητα.
2. Αντλία ασβεστίου. Μια άλλη πρωτεΐνη μεταφοράς που υπάρχει στην κυτταρική μεμβράνη, επιτρέπει στο ασβέστιο να μεταφέρεται έναντι της ηλεκτροχημικής βαθμίδας του, από το κυτόπλασμα προς τα έξω.
3. Φαγοκυττάρωση. Τα λευκά αιμοσφαίρια που καθιστούν δυνατή την υπεράσπιση του σώματος ενσωματώνουν, μέσω σάκων στη μεμβράνη του πλάσματος, τα ξένα σωματίδια που αργότερα θα εκδιώξουμε.
4. Πυνοκυττάρωση. Μια άλλη διαδικασία φαγοκυτταροποίησης προχωρά μέσω εμβολιασμών στη μεμβράνη που επιτρέπουν την είσοδο περιβαλλοντικού υγρού. Είναι κάτι που κάνει το ωάριο κατά την ωρίμασή του.
5. Εξωκυττάρωση. Σε αντίθεση με την φαγοκυτταροποίηση, αποβάλλει στοιχεία του κυτταρικού περιεχομένου μέσω μεμβρανών σάκων που κινούνται προς τα έξω, έως ότου συγχωνεύονται με τη μεμβράνη και ανοίγουν προς τα έξω. Έτσι επικοινωνούν οι νευρώνες: μεταδίδουν ιοντικά περιεχόμενα.
6. Λοίμωξη HIV. Ο ιός του AIDS εισέρχεται στα κύτταρα εκμεταλλευόμενος τη μεμβράνη τους, δεσμεύοντας τις γλυκοπρωτεΐνες που υπάρχουν στο εξωτερικό τους στρώμα (υποδοχείς CD4) και διεισδύοντας ενεργά στο εσωτερικό τους.
7. Τρανκυττάρωση. Ένα μείγμα ενδοκυττάρωσης και εξωκυττάρωσης, επιτρέπει τη μεταφορά ουσιών από το ένα μέσο στο άλλο, για παράδειγμα, από τα τριχοειδή αίματα στους γύρω ιστούς.
8. Φωτοτρανσφεράση ζάχαρης. Μια τυπική διαδικασία ορισμένων βακτήρια όπως και coli, η οποία συνίσταται στη χημική τροποποίηση των υποστρωμάτων στο εσωτερικό για να προσελκύσουν άλλους από ομοιοπολική σύνδεση και έτσι εξοικονομείτε πολύ ενέργεια.
9. Λήψη σιδήρου. Ο σίδηρος συλλαμβάνεται από πολλά βακτηρίδια εκκρίνοντας σιδοφόρα όπως η εντεροβακτίνη, η οποία συνδέεται με το σίδηρο, σχηματίζοντας χηλικά και στη συνέχεια απορροφάται από συγγένεια στα βακτήρια, όπου απελευθερώνεται το μέταλλο.
10. Λήψη LDL. Αυτή η λιποπρωτεΐνη με εστέρες χοληστερόλης συλλαμβάνεται από το κύτταρο χάρη στη δράση μιας αποπρωτεΐνης (Β-100) που επιτρέπει την είσοδό της στη μεμβράνη και την επακόλουθη αποσύνθεση σε αμινοξέα.