Aktiv løsemiddeltransport er en form for transport av underlag over et biomembran. Aktiv transport skjer mot en konsentrasjon eller lade gradient og oppstår under energiforbruk. I mitokondriopatier er denne prosessen svekket.
Hva er aktiv løsemiddeltransport?
Aktiv løsemiddeltransport er en transportform av substrater over et biomembran. I menneskekroppen skiller fosfolipid- og dobbeltlags biomembraner individuelle celledeler. Basert på deres membrankomponenter antar de forskjellige biomembranene aktive roller i selektiv masse transportere. Som et skillelag mellom flere rom er biomembranen iboende ugjennomtrengelig for de fleste av alle molekyler. Bare lipofilt, mindre og hydrofobt molekyler diffundere fritt gjennom lipid-dobbeltlaget. Denne typen innstilt membranpermeabilitet er også kjent som selektiv permeabilitet. Diffusibel molekyler inkluderer for eksempel gass, alkohol og urea molekyler. Ioner og andre biologisk aktive stoffer er for det meste hydrofile og stoppes av barrieren til biomembranen. For å få ioner, Vann og større partikler som sukker å diffundere, har biomembranen transport proteiner. De er aktivt involvert i transport av stoffer. Transport gjennom et biomembran kalles også membrantransport eller membranfluks, hvis selve membranen fortrenges i prosessen. Biomembraner og deres selektive permeabilitet opprettholder et spesifikt cellulært miljø inne i cellen som fremmer interne funksjonelle prosesser. En celle og dens rom kommuniserer med omgivelsene og engasjerer seg i selektivitet masse og partikkelutveksling. Mekanismer som aktiv løsemiddeltransport tillater selektiv passering av membraner på dette grunnlaget. Aktiv løsemiddeltransport må skille seg fra passiv løsemiddeltransport og membranforskyvende soluttransport.
Funksjon og oppgave
Transport av stoffer over et biomembran skjer aktivt eller passivt. I passiv transport passerer molekyler gjennom membranen uten energiforbruk i retning av en spesifikk konsentrasjon eller potensiell gradient. Dermed er passiv transport en spesiell form for diffusjon. Dermed når enda større molekyler den andre siden av membranen ved hjelp av membrantransport proteiner. Aktiv transport er derimot en transportprosess som foregår med energiforbruk mot gradienten til et biosystem. Ulike molekyler kan således selektivt transporteres over membranen mot kjemikaliet konsentrasjon gradient eller den elektriske potensialgradienten. Dette spiller en rolle spesielt for ladede partikler. I tillegg til ladningsaspekter er konsentrasjonsaspekter også relevante for energien balansere av disse. Reduksjonen av entropi i et lukket system fører til forsterkning av konsentrasjonsgradienten. Dette forholdet spiller en så viktig rolle i energien balansere som ladetransport mot det elektriske feltet eller hvilemembranpotensialet. Selv om vi er opptatt av ladning eller energi balansere i systemet må partikkelkonsentrasjonen og dens endring vurderes separat på grunn av det selektivt permeable biomembranet. Energi for aktiv transport tilveiebringes på den ene siden som kjemisk bindende energi, for eksempel i form av hydrolyse av ATP. På den annen side kan nedbrytningen av ladningsgradienten tjene som en drivkraft og dermed generere elektrisk energi. Den tredje muligheten for energiforsyning skyldes en økning i entropien som er tilstede i det respektive kommunikasjonssystemet og dermed fra nedbrytningen av en konsentrasjonsgradient andre steder. En transport mot den elektriske gradienten kalles elektrogen. Avhengig av energikilden og typen arbeid, skilles det mellom primær, sekundær og tertiær aktiv transport. Gruppetranslokering er en spesiell form for aktiv transport. Primær aktiv transport skjer når ATP forbrukes og uorganiske ioner og protoner transporteres ut av cellen gjennom et biomembran ved transport ATPases. Et ion pumpes således, ved hjelp av for eksempel en ionepumpe, fra den nedre konsentrerte til den høyere konsentrerte siden. De natrium-kalium pumpe er den viktigste anvendelsen av denne prosessen i menneskekroppen. Det pumper ut positivt ladet natrium ioner under ATP-forbruk og pumper samtidig positivt ladet inn kalium Dermed forblir neuronens hvilepotensial konstant, og handlingspotensialer kan genereres og overføres. I sekundær aktiv transport transporteres partikler langs den elektrokjemiske gradienten. Den potensielle energien til gradienten fungerer som en stasjon for å transportere et andre substrat i samme retning mot den elektriske gradienten eller konsentrasjonsgradienten. Denne aktive transporten spiller en rolle spesielt i natrium-glukose symport i tynntarm. Hvis det andre substratet transporteres i motsatt retning, kan sekundær aktiv transport også være til stede, for eksempel i natrium-kalsium antiport ved bruk av natrium-kalsiumvekslere. Tertiær aktiv transport bruker en konsentrasjonsgradient etablert ved sekundær aktiv transport basert på primær aktiv transport. Denne typen transport spiller en rolle hovedsakelig for di- og tripeptidtransport i tynntarm, som gjøres av peptidtransportør 1. Gruppetranslokeringstransporter monosakkarider or sukker alkoholer som en spesiell form for aktiv transport, som kjemisk modifiserer transportstoffene ved fosforylering. Fosfoenolpyruvsyre-fosfotransferasesystemet er det viktigste eksemplet på denne typen transport.
Sykdommer og lidelser
Energimetabolisme samt spesifikk transportør enzymer og transportør proteiner spille en rolle i aktiv metabolsk transport. Hvis transportørproteinene eller enzymer i spørsmålet, på grunn av mutasjoner eller feil i transkripsjonen av det genetiske materialet, ikke er tilstede i sin opprinnelig fysiologisk planlagte form, er aktiv metabolsk transport bare mulig med vanskeligheter, eller i ekstreme tilfeller ikke i det hele tatt. Noen sykdommer i tynntarmer for eksempel assosiert med dette fenomenet. Sykdommer med forstyrret ATP-tilførsel kan også ha ødeleggende effekter på transport av virkestoff og årsak funksjonelle lidelser av forskjellige organer. Bare i noen få tilfeller av slike sykdommer påvirkes bare et enkelt organ. I de fleste tilfeller, energimetabolisme lidelser er multiorgansykdommer som ofte har et genetisk grunnlag. I alle mitokondriopatier påvirkes for eksempel enzymsystemet involvert i energiproduksjon ved oksidativ fosforylering. Disse lidelsene inkluderer særlig forstyrrelse av ATP-syntase. Dette enzymet er et av de viktigste transmembranproteinene og vises for eksempel i protonpumpen som et transportenzym. Hovedoppgaven til enzymet er å katalysere syntesen av ATP. For å gi energi, tverrbindes ATP-syntase energisk protontransport med ATP-dannelse langs protongradienten. Dermed er ATP-syntase en av de viktigste energiomdannerne i menneskekroppen og kan konvertere en form for energi til andre former for energi. Mitochondriopathies er funksjonsfeil i mitokondrielle metabolske prosesser og resulterer i redusert kroppsytelse på grunn av redusert ATP-syntese.
