Pengangkutan massa aktif

Daripada pengangkutan massa aktif adalah bentuk pengangkutan substrat melalui biomembran. Pengangkutan aktif berlaku terhadap kepekatan atau kecerunan cas dan berlaku dengan penggunaan tenaga. Dalam penyakit mitokondria, proses ini terganggu.

Apakah pengangkutan massa aktif?

Biomembran fosfolipid dan lapisan dua memisahkan ruang sel individu antara satu sama lain dalam tubuh manusia. Oleh kerana komponen membrannya, biomembran yang berbeza memainkan peranan aktif dalam pengangkutan bahan terpilih. Sebagai lapisan pemisah antara beberapa bidang, biomembran sememangnya tidak dapat ditembus oleh kebanyakan molekul. Hanya molekul lipofilik, lebih kecil dan hidrofobik yang meresap bebas melalui lapisan dua lipid. Kebolehtelapan membran terkoordinasi ini juga dikenali sebagai kebolehtelapan selektif.

Molekul yang dapat disebarkan merangkumi, misalnya, molekul gas, alkohol dan urea. Ion dan bahan aktif biologi lain kebanyakannya hidrofilik dan ditahan oleh penghalang biomembran. Biomembran mempunyai protein pengangkutan sehingga ion, air dan zarah yang lebih besar seperti gula dapat meresap. Anda terlibat secara aktif dalam pengangkutan bahan. Pengangkutan melalui biomembran juga disebut pengangkutan membran atau aliran membran jika membran itu sendiri bergeser.

Biomembran dan kebolehtelapan selektifnya mengekalkan persekitaran sel tertentu di dalam sel, yang mempromosikan proses fungsional dalaman. Sel dan petaknya berkomunikasi dengan persekitarannya dan melakukan pertukaran bahan dan zarah terpilih. Mekanisme seperti pengangkutan bahan aktif membolehkan laluan selektif melalui membran berdasarkan ini. Pengangkutan bahan aktif harus dibezakan dari pengangkutan bahan pasif dan dari pengangkutan bahan yang membran membran.

Fungsi & tugas

Pengangkutan bahan melalui biomembran berlaku secara aktif atau pasif. Dengan pengangkutan pasif, molekul melewati membran ke arah kepekatan tertentu atau kecerunan berpotensi tanpa memakan tenaga. Oleh itu, pengangkutan pasif adalah bentuk penyebaran khas. Dengan cara ini, molekul yang lebih besar sampai ke sisi lain membran dengan bantuan protein pengangkutan membran.

Pengangkutan aktif, sebaliknya, adalah proses pengangkutan yang menggunakan tenaga terhadap kecerunan biosystem. Molekul yang berbeza dapat diangkut secara selektif melalui membran terhadap kecerunan kepekatan kimia atau kecerunan potensi elektrik. Ini sangat penting untuk zarah-zarah bermuatan. Selain aspek pengecasan, aspek penumpuan juga relevan untuk keseimbangan tenaga mereka. Pengurangan entropi dalam sistem tertutup membawa kepada peningkatan kecerunan kepekatan.Hubungan ini sama pentingnya untuk keseimbangan tenaga seperti pengisian cas ke medan elektrik atau keupayaan membran rehat.

Walaupun ini adalah soal keseimbangan caj atau tenaga dalam sistem, kepekatan zarah dan perubahannya mesti dipertimbangkan secara berasingan kerana biomembran yang selaput selektif. Tenaga untuk pengangkutan aktif disediakan di satu pihak sebagai tenaga pengikat kimia, misalnya dalam bentuk hidrolisis ATP. Sebaliknya, pengurangan kecerunan cas dapat berfungsi sebagai tenaga penggerak dan dengan itu menghasilkan tenaga elektrik. Kemungkinan bekalan tenaga ketiga disebabkan oleh peningkatan entropi yang ada dalam sistem komunikasi masing-masing dan oleh itu dari penurunan kecerunan konsentrasi yang lain. Pengangkutan terhadap kecerunan elektrik disebut elektrogenik. Bergantung pada sumber tenaga dan jenis pekerjaan, perbezaan dibuat antara pengangkutan aktif primer, sekunder dan tinggi. Translokasi kumpulan adalah bentuk khas pengangkutan aktif.

Pengangkutan aktif terutamanya berlaku apabila ATP dimakan, dengan bantuan ion anorganik dan proton dibawa keluar dari sel dengan mengangkut ATPases melalui biomembran. Ion dipam, misalnya, dari bahagian bawah pekat ke bahagian pekat yang lebih tinggi dengan bantuan pam ion.

Pam natrium-kalium adalah aplikasi utama proses ini dalam tubuh manusia. Semasa menggunakan ATP, ia mengeluarkan ion natrium bermuatan positif dan ion kalium bermuatan positif ke dalam sel. Oleh itu, potensi berehat neuron tetap berterusan dan potensi tindakan dapat dihasilkan dan diteruskan.

Dengan pengangkutan aktif sekunder, zarah diangkut di sepanjang kecerunan elektrokimia. Tenaga berpotensi kecerunan digunakan sebagai pemacu untuk mengangkut substrat kedua ke arah yang sama terhadap kecerunan elektrik atau kecerunan kepekatan. Pengangkutan aktif ini berperanan terutama untuk simport natrium-glukosa di usus kecil. Sekiranya substrat kedua diangkut ke arah yang berlawanan, terdapat juga pengangkutan massa sekunder yang aktif, misalnya dalam antiport natrium-kalsium menggunakan penukar natrium-kalsium.

Pengangkutan aktif tersier menggunakan kecerunan kepekatan yang ditentukan oleh pengangkutan aktif sekunder berdasarkan pengangkutan aktif terutamanya. Jenis pengangkutan ini berperanan terutamanya untuk pengangkutan di- dan tripeptida di usus kecil, yang dilakukan oleh pengangkut peptida 1. Translokasi kumpulan mengangkut monosakarida atau alkohol gula sebagai bentuk khas pengangkutan bahan aktif dan mengubah bahan pengangkutan secara kimia melalui fosforilasi. Sistem phosphotransferase asid phosphoenolpyruvic adalah contoh terpenting dari mod pengangkutan ini.

Penyakit & penyakit

Metabolisme tenaga dan enzim transporter khas dan protein transporter berperanan dalam pengangkutan zat aktif. Sekiranya protein atau enzim transporter yang dimaksud tidak terdapat dalam bentuk asalnya yang dirancang secara fisiologi kerana mutasi atau kesilapan dalam transkripsi bahan genetik, maka pengangkutan aktif bahan hanya lebih sukar atau, dalam kes yang melampau, tidak lagi mungkin sama sekali.

Contohnya, beberapa penyakit usus kecil dikaitkan dengan fenomena ini. Penyakit dengan bekalan ATP yang terganggu juga boleh memberi kesan buruk pada pengangkutan zat aktif dan menyebabkan gangguan fungsi pada pelbagai organ. Hanya dalam beberapa kes penyakit seperti itu hanya satu organ yang terjejas. Gangguan metabolisme tenaga kebanyakannya adalah penyakit pelbagai organ yang sering mempunyai asas genetik.

Dalam semua penyakit mitokondria, misalnya, sistem enzim terjejas, yang terlibat dalam pengeluaran tenaga melalui fosforilasi oksidatif. Gangguan ini termasuk, khususnya, gangguan sintase ATP. Enzim ini adalah salah satu protein transmembran yang paling penting dan muncul, misalnya, dalam pam proton sebagai enzim pengangkutan. Tugas utama enzim adalah mengkatalisis sintase ATP. Untuk memberikan tenaga, sintase ATP menghubungkan pengangkutan proton yang disukai dengan pembentukan ATP di sepanjang kecerunan proton. Ini menjadikan ATP synthase sebagai salah satu penukar tenaga yang paling penting dalam tubuh manusia dan dapat mengubah satu bentuk tenaga menjadi bentuk tenaga yang lain. Penyakit mitokondria adalah kegagalan proses metabolik mitokondria dan menyebabkan penurunan prestasi tubuh kerana penurunan sintesis ATP.