Pengangkutan membran

Dekat Pengangkutan membran bahan melalui membran biologi atau secara aktif diangkut melalui membran. Berbeza dengan pengangkutan aktif, penyebaran adalah laluan pengangkutan membran termudah dan tidak memerlukan tenaga tambahan. Gangguan pengangkutan membran dikaitkan dengan pelbagai penyakit yang berbeza.

Apakah pengangkutan membran?

Biomembran merangkumi kawasan seperti sitoplasma sel dan dengan itu menghasilkan kawasan terkawal dengan lingkungan yang agak bebas dari dunia luar. Lingkungan sel tertentu di dalam sel hanya dapat dibangun dan dikekalkan kerana pelindung dari dunia luar.

Lapisan ganda biomembran terdiri daripada fosfolipid dan secara semula jadi hanya boleh telap terhadap gas dan kecil, dalam kebanyakan kes molekul yang tidak dicas. Untuk ion polar hidrofilik dan bahan bioaktif lain, lapisan ganda lipid sesuai dengan penghalang, yang perlu diatasi oleh mekanisme pengangkutan tambahan.

Pengangkutan membran sepadan dengan laluan bahan melalui biomembran. Dua prinsip berbeza memainkan peranan di sini. Prinsip pertama ialah penyebaran atau penyerapan bebas, yang kedua adalah pengangkutan massa selektif. Selain penyebaran sederhana, prinsip-prinsip fungsional seperti pengangkutan pasif melalui protein saluran atau protein pembawa dan pengangkutan aktif untuk pengangkutan transmembran juga dikira.

Endositosis, exositosis dan transcytosis tergolong dalam pengangkutan membran-perpindahan. Oleh kerana bahagian membran itu sendiri dialihkan semasa pengangkutan membran-perpindahan, aliran membran kadang-kadang juga disebut di sini.

Pengangkutan membran menyokong fungsi sel dan komunikasi sel dengan persekitaran. Pemindahan massa selektif dimungkinkan oleh mekanisme pengangkutan.

Fungsi & tugas

Lapisan lipid bilayer atau bimolekul lapisan biomembran sesuai dengan penghalang antara petak berair dalam bentuk ruang ekstraplasma dan sitoplasma. Hanya molekul kecil yang dapat meresap melalui biomembran antara petak, seperti asid asetik dan juga air. Untuk molekul yang lebih besar kadar penyebarannya agak rendah.

Kebolehtelapan membran untuk molekul kecil juga dikenali sebagai semipermeability dan membentuk asas osmosis. Menurut andaian semasa, setiap biomembran adalah struktur bendalir dengan penyimpangan sementara di dalam lapisan lipid. Molekul dengan sifat hidrofobik larut melalui kawasan membran hidrofobik kerana pekali taburannya. Malah zarah yang lebih besar seperti hormon steroid boleh meresap ke seluruh membran.

Sebaliknya, molekul tertentu menggunakan pengangkutan membran tertentu. Laluan pengangkutan dihubungkan dengan protein pengangkutan membran integral yang dikenali sebagai translocator. Pengangkutan khusus adalah substrat-spesifik dan tepu. Penterjemah dari laluan pengangkutan ini termasuk pembawa yang dimuatkan dengan substrat dan yang dapat membawa perubahan konformasi pada membran untuk memperkenalkan casnya.

Oleh kerana kadar pengangkutan yang agak tinggi, terdapat saluran pengangkutan tetap di setiap membran. Protein membran integral dengan fungsi dalam pengangkutan membran biasanya sesuai dengan struktur oligomer. Dalam kes pengangkutan khusus, terdapat pemangkin difusi tanpa penggunaan tenaga tambahan atau pengangkutan aktif dengan penggunaan tenaga.

Penyebaran pemangkin dan pengangkutan aktif menawarkan kemungkinan mengangkut hanya satu zarah secara tidak langsung, dan dua zarah bersama dalam arah yang sama atau pada arah yang bertentangan. Penyebaran pemangkin melalui protein pengangkutan membran hanya mengikuti pemerataan kepekatan di sepanjang kecerunan kepekatan bahan yang ada di antara kedua-dua bahagian sel. Pengangkutan aktif selalu berlaku terhadap kecerunan kepekatan.

Pori-pori biomembran luar digunakan untuk laluan zarah hidrofilik yang tidak spesifik. Saluran pengangkutan sebenar biomembran terdiri daripada β-kepingan. Pengangkutan membran tidak dapat diganti untuk semua fungsi dan tisu badan dalam badan, misalnya untuk sistem saraf dan saluran ion yang bergantung pada voltan.

Penyakit & penyakit

Gangguan pada sistem pengangkutan membran boleh menyebabkan kerosakan sel yang teruk dan bahkan kegagalan organ. Di dalam usus atau buah pinggang, gangguan pengangkutan membran berlaku, misalnya, dari gangguan penyerapan dan rembesan.

Mitokondriopati, misalnya, menyebabkan gangguan pengangkutan membran. Dalam kes ini, sistem enzim terjejas, yang membolehkan tenaga dihasilkan melalui fosforilasi oksidatif. Gangguan sintase ATP perlu disebutkan secara khusus dalam konteks ini. Enzim ini adalah salah satu protein transmembran terpenting yang, misalnya, mengambil fungsi enzim pengangkutan di dalam pam proton. Enzim memangkin bekalan ATP dalam badan yang sihat dan membolehkan pengangkutan proton yang cekap tenaga di sepanjang kecerunan proton dengan pembentukan ATP. Oleh itu, sintase ATP adalah salah satu penukar tenaga yang paling penting dalam organisma manusia dan mengubah satu bentuk tenaga menjadi bentuk yang lain. Penyakit mitokondria adalah kerosakan proses metabolik mitokondria yang menyebabkan pengurangan bekalan sintesis ATP dan dengan itu mengurangkan prestasi tubuh.

Sebagai tambahan, semua protein dan enzim transporter akhirnya dapat dipengaruhi oleh mutasi atau kecacatan transkripsi. Mutasi dalam bahan genetik protein transporter meninggalkan protein yang terjejas dalam bentuk yang diubah, sehingga pengangkutan bahan aktif menjadi lebih sukar. Fenomena ini relevan untuk beberapa penyakit usus kecil, misalnya.

Gangguan dalam aliran membran boleh juga berkaitan dengan pelbagai penyakit. Pada tumor, misalnya, endositosis sering lebih sukar. Jangkitan atau penyakit neurogeneratif juga boleh menyebabkan gangguan dalam hal ini. Neuropati dengan keupayaan berjalan yang lemah dan kelajuan pengaliran saraf yang berkurang serta gangguan deria adalah contoh keluhan neurodegeneratif kerana aliran membran yang terganggu.

Penyakit Huntington yang berkaitan dengan mutasi juga mengganggu aliran membran secara neurogenik. Di samping itu, eksositosis neurotransmitter dapat dihalang kerana toksin. Exositosis yang terganggu juga menjadi asas penyakit metabolik seperti fibrosis kistik. Gangguan pinositosis kini juga dikaitkan dengan penyakit seperti Alzheimer.

Gangguan pengangkutan membran bukan sahaja boleh mempunyai banyak sebab yang berlainan, tetapi akhirnya dapat menyebabkan banyak gejala dan pelbagai penyakit.