Çfarë është transporti pasiv? Lëvizja transmembranore e komponimeve të ndryshme makromolekulare, përbërësve qelizorë, grimcave supramolekulare që nuk janë në gjendje të depërtojnë përmes kanaleve në membranë, kryhet përmes mekanizmave të veçantë, për shembull, duke përdorur fagocitozën, pinocitozën, ekzocitozën, transferimin përmes hapësirës ndërqelizore. Kjo do të thotë, lëvizja e substancave përmes membranës mund të ndodhë duke përdorur mekanizma të ndryshëm, të cilët ndahen sipas shenjave të pjesëmarrjes së transportuesve specifikë në to, si dhe konsumit të energjisë. Shkencëtarët e ndajnë transportin e substancave në aktive dhe pasive.
Mënyrat kryesore të transportit
Transporti pasiv është transferimi i një substance përmes një membrane biologjike përgjatë një gradienti (osmotik, përqendrimi, hidrodinamik dhe të tjerë), i cili nuk kërkon konsumim energjie.
Transporti aktiv është transferimi i një substance përmes një membrane biologjike kundër një gradienti. kuenergjia konsumohet. Përafërsisht 30 - 40% e energjisë që formohet si rezultat i reaksioneve metabolike në trupin e njeriut shpenzohet për zbatimin e transportit aktiv të substancave. Nëse marrim parasysh funksionimin e veshkave të njeriut, atëherë rreth 70 - 80% e oksigjenit të konsumuar shpenzohet për transport aktiv.
Transporti pasiv i substancave
përfshin transferimin e substancave të ndryshme përmes membranave biologjike përgjatë një sërë gradientësh. Këto gradient mund të jenë:
- gradient potencial elektrokimik;
- gradient përqendrimi i substancës;
- gradient i fushës elektrike;
- gradient presioni osmotik dhe të tjerë.
Procesi i zbatimit të transportit pasiv nuk kërkon asnjë konsum energjie. Mund të ndodhë me difuzion të lehtësuar dhe të thjeshtë. Siç e dimë, difuzioni është një lëvizje kaotike e molekulave të një lënde në një shumëllojshmëri mediash, e cila është për shkak të energjisë së dridhjeve termike të një substance.
Nëse një grimcë e një substance është elektrikisht neutrale, atëherë drejtimi në të cilin do të ndodhë difuzioni përcaktohet nga ndryshimi në përqendrimin e substancave që përmbahen në media që ndahen nga membrana. Për shembull, midis ndarjeve të qelizës, brenda dhe jashtë saj. Nëse grimcat e një substance, jonet e saj kanë një ngarkesë elektrike, atëherë difuzioni do të varet jo vetëm nga ndryshimi i përqendrimit, por edhe nga madhësia e ngarkesës së substancës së dhënë, prania dhe shenjat e ngarkesës në të dy anët e membranës.. Madhësia e gradientit elektrokimikpërcaktohet nga shuma algjebrike e gradientëve elektrikë dhe të përqendrimit nëpër membranë.
Çfarë siguron transport nëpër membranë?
Transporti pasiv i membranës është i mundur për shkak të pranisë së gradientëve të përqendrimit të substancës, presionit osmotik që lind midis anëve të ndryshme të membranës qelizore ose ngarkesës elektrike. Për shembull, niveli mesatar i joneve Na+ që përmbahet në plazmën e gjakut është rreth 140 mM/l dhe përmbajtja e tij në eritrocite është rreth 12 herë më e lartë. Një gradient i tillë, i shprehur si një ndryshim në përqendrim, është në gjendje të krijojë një forcë lëvizëse që siguron transferimin e molekulave të natriumit në qelizat e kuqe të gjakut nga plazma e gjakut.
Duhet theksuar se shkalla e një tranzicioni të tillë është shumë e ulët për faktin se membrana qelizore karakterizohet nga përshkueshmëria e ulët për jonet e kësaj substance. Kjo membranë ka përshkueshmëri shumë më të madhe në raport me jonet e kaliumit. Energjia e metabolizmit qelizor nuk përdoret për të përfunduar procesin e difuzionit të thjeshtë.
Shkalla e difuzionit
Transporti aktiv dhe pasiv i substancave përmes membranës karakterizohet nga shpejtësia e difuzionit. Mund të përshkruhet duke përdorur ekuacionin Fick: dm/dt=-kSΔC/x.
Në këtë rast, dm/dt është sasia e substancës që shpërndahet në një njësi të kohës, dhe k është koeficienti i procesit të difuzionit, i cili karakterizon përshkueshmërinë e biomembranës për substancën difuzuese. S është e barabartë me zonën në të cilën ndodh difuzioni, dhe ΔC shpreh ndryshiminpërqendrimi i substancave nga anët e ndryshme të membranës biologjike, ndërsa x karakterizon distancën ndërmjet pikave të difuzionit.
Natyrisht, ato substanca që shpërndahen njëkohësisht përgjatë gradientëve të përqendrimeve dhe fushave elektrike do të lëvizin më lehtë nëpër membranë. Një kusht i rëndësishëm për difuzionin e një lënde përmes një membrane janë vetitë fizike të vetë membranës, përshkueshmëria e saj për çdo substancë specifike.
Për shkak të faktit se shtresa e dyfishtë e membranës formohet nga radikalet hidrokarbure të fosfolipideve me veti hidrofobike, substancat me natyrë hidrofobike shpërndahen lehtësisht nëpër të. Në veçanti, kjo vlen për substancat që treten lehtësisht në lipide, si hormonet tiroide dhe steroide, si dhe disa substanca narkotike.
Inet minerale dhe substanca me peshë të ulët molekulare që janë hidrofile në natyrë shpërndahen përmes kanaleve jonike të membranës pasive, të cilat formohen nga molekulat e proteinave që formojnë kanale, dhe ndonjëherë përmes defekteve të paketimit të membranës së molekulave fosfolipide që lindin në membranën qelizore si rezultat i luhatjeve termike.
Transporti pasiv nëpër membranë është një proces shumë interesant. Nëse kushtet janë normale, atëherë sasi të konsiderueshme të një substance mund të depërtojnë në membranën dyshtresore vetëm nëse ato janë jopolare dhe kanë një madhësi të vogël. Përndryshe, transferimi ndodh përmes proteinave bartëse. Procese të ngjashme që përfshijnëProteina bartëse nuk quhet difuzion, por transporti i një lënde përmes membranës.
Difuzion i lehtësuar
Difuzioni i lehtësuar, si difuzioni i thjeshtë, ndodh përgjatë gradientit të përqendrimit të një substance. Dallimi kryesor është se një molekulë e veçantë proteine, e quajtur bartëse, merr pjesë në procesin e transferimit të substancave.
Difuzioni i lehtësuar është një lloj transferimi pasiv i molekulave të një substance përmes biomembranave, i kryer përgjatë një gradient përqendrimi duke përdorur një bartës.
Transferoni gjendjet e proteinave
Proteina bartëse mund të jetë në dy gjendje konformuese. Për shembull, në gjendjen A, kjo proteinë mund të ketë një afinitet për substancën që mbart, vendet e saj të lidhjes për substancën kthehen nga brenda, për shkak të së cilës formohet një pore që është e hapur në njërën anë të membranës.
Pasi proteina është lidhur me substancën e transferuar, konformacioni i saj ndryshon dhe kalon në gjendjen B. Me këtë transformim, mbartësi humbet afinitetin e tij për substancën. Nga lidhja me bartësin, ajo lëshohet dhe lëviz në pore tashmë në anën tjetër të membranës. Pasi substanca të jetë transferuar, proteina mbartëse ndryshon përsëri konformimin e saj, duke u kthyer në gjendjen A. Ky transport i substancës nëpër membranë quhet një port.
Shpejtësia e Lehtësuar e Difuzionit
Substancat me peshë të vogël molekulare si glukoza mund të transportohen përmesmembrana përmes difuzionit të lehtësuar. Një transport i tillë mund të ndodhë nga gjaku në tru, në qelizat nga hapësirat intersticiale. Shpejtësia e transferimit të materies me këtë lloj difuzioni mund të arrijë deri në 108 grimca nëpër kanal në një sekondë.
Siç e dimë tashmë, shpejtësia e transportit aktiv dhe pasiv të substancave në difuzion të thjeshtë është proporcionale me ndryshimin në përqendrimet e substancës në të dy anët e membranës. Në rastin e difuzionit të lehtësuar, kjo shpejtësi rritet në raport me ndryshimin në rritje të përqendrimit të substancës deri në një vlerë maksimale të caktuar. Mbi këtë vlerë, shpejtësia nuk rritet, edhe pse diferenca në përqendrime nga anët e ndryshme të membranës vazhdon të rritet. Arritja e një pike të tillë të shpejtësisë maksimale në procesin e difuzionit të lehtësuar mund të shpjegohet me faktin se shkalla maksimale nënkupton përfshirjen e të gjitha proteinave bartëse të disponueshme në procesin e transferimit.
Çfarë koncepti tjetër përfshin transporti aktiv dhe pasiv nëpër membrana?
Difuzion i këmbimit
Ky lloj transporti i molekulave të substancës përmes membranës qelizore karakterizohet nga fakti se në shkëmbim marrin pjesë molekulat e së njëjtës substancë që ndodhen në anë të ndryshme të membranës biologjike. Duhet të theksohet se me një transport të tillë të substancave, përqendrimi i molekulave në të dy anët e membranës nuk ndryshon fare.
Një lloj difuzioni shkëmbimi
Një nga varietetet e difuzionit të shkëmbimit është një shkëmbim në të cilinnjë molekulë e një lënde këmbehet me dy ose më shumë molekula të një lënde tjetër. Për shembull, një nga mënyrat në të cilat jonet pozitive të kalciumit largohen nga qelizat e muskujve të lëmuar të bronkeve dhe enët nga miocitet kontraktuese të zemrës është shkëmbimi i tyre me jonet e natriumit të vendosura jashtë qelizës. Një jon natriumi në këtë rast këmbehet me tre jone kalciumi. Kështu, ka një lëvizje të natriumit dhe kalciumit përmes membranës, e cila është e ndërvarur. Ky lloj transporti pasiv nëpër membranën qelizore quhet antiport. Në këtë mënyrë qeliza është në gjendje të heqë qafe jonet e kalciumit, të cilat janë të pranishme në tepricë. Ky proces është i nevojshëm që miocitet dhe kardiomiocitet të qetë të relaksohen.
Ky artikull shqyrtoi transportin aktiv dhe pasiv të substancave përmes membranës.
