Membranflux er betegnelsen som brukes til å oppsummere alle prosesser av intercellular masse transport over endomembransystemet. Dette inkluderer primært endo-, exo- og transcytose, som gjør det mulig for celler å ta opp og frigjøre stoffer ved å forskyve membranen. Forstyrrelse av membranfluks kan føre til celledød (apoptose).
Hva er membranfluks?
Membranflux er betegnelsen som brukes til å oppsummere alle prosesser av intercellular masse transport over endomembransystemet. Transport av stoffer mellom kroppens individuelle celler tilsvarer membrantransport. De to hovedprosessene av intercellular masse transport er endocytose og exocytosis. Ved eksocytose slippes stoffer ut av en celle. I endocytose blir derimot materialer fremmed for cellen tatt opp i en celle. Med dette målet i bakhodet fordøyer cellen seg selv og samler stoffet inn i dets cellemembran. Vesikler og vakuoler dannes under denne prosessen. Når et biomembran delvis løsner seg under masseoverføring, blir det referert til som membranfluks. Membranstrøm forekommer i endomembransystemet. Dette systemet tilsvarer totaliteten av alle eukaryote organeller mellom hvilke det er en forbindelse for vesikulær transport. Foruten det endoplasmatiske retikulumet, endosomene, lysosomene og plasmamembranen (cellemembran), tilhører Golgi-apparatet også endomembransystemet. Ekskludert fra systemet er imidlertid peroksisomer, mitokondrierog kjernen. S
ow endocytosis, så vel som exocytosis, kan nevnes som transportprosesser i sammenheng med membranfluks. En tredje transportvei for membranforskyvet masseoverføring er transcytose, som er den reseptormedierte transporten av et stoff over en cellemembran.
Funksjon og oppgave
Endocytose av membranfluks (eller membranforskyvende massetransport) tilsvarer en invaginasjon av biomembranen. Gjennom invaginasjoninneholder cellen for eksempel en dråpe væske, visse makromolekyler eller store matbiter. Noen ganger invaginerer den til og med mindre celler i membranen. Etter å ha innlemmet stoffet, fester cellen et endosom i cytoplasmaet, som fremover tilhører endomembransystemet. Det omkringliggende mediet vandrer således delvis inn i celleinteriøret. Endocytose er enten fagocytose og retter seg dermed mot faste partikler, eller den tilsvarer pinocytose og tar opp oppløst molekyler. Også relevant i sammenheng med membranfluks er reseptormediert endocytose, der asialoglykoproteinreseptorer gir partikkelgjenkjenning og dermed utløser opptak i celleinteriøret. Denne typen membranstrømning er relevant, for eksempel for kolesterol opptak. Eksocytose må skilles fra endocytose av membranforskyvende massetransport. I denne prosessen transporteres stoffer ut av det indre av cellen og slippes ut i cellens miljø. Stoffene som transporteres på denne måten er for eksempel stoffer produsert av selve cellen. Men ufordøyelige rester kan også forlate cellen på denne måten. Et såkalt eksom eller transportvesikkel smelter sammen med cellens membran under transportprosessen. En lipid dobbeltlag belegger eksomet fra utsiden. Normalt er en eksocytose assosiert med en endocytose og kalles da eksocytosekoblet endocytose. Kombinasjonen av endocytose og exocytosis forhindrer uhindret celleforstørrelse. Eksocytosekoblet endocytose sparer også cellen for syntese av vesikler og membran proteiner for transportformål. Av denne grunn blir dette ofte referert til som resirkulering av vesikler. Den tredje transportveien for membranfluks er transcytose, også kjent som cytopempsis. Dette er en reseptoravhengig transport, som transporterer ekstracellulært materiale gjennom en celle og tilsvarer en kombinasjon av eksocytose og endocytose. Blæren som dannes i denne prosessen frigjøres av cellen til en nabocelle eller transporteres inn i det ekstracellulære rommet. Innholdet i vesikelen forblir uendret. Denne typen transport påvirker hovedsakelig epitelceller i fartøy og i tarmen. Reseptorer for transcytose er hovedsakelig kjent for å være Fc-reseptorer for en bestemt gruppe, som finnes i placenta og i den apikale infantile tarmen epitel. på placenta, de overtar hovedsakelig transporten av IgG fra mor til barnet.
Sykdommer og plager
Når transporten av stoffer ved membranmodifiserende transportprosesser svekkes, skyldes dette ofte en mutasjon av transporten proteiner, transport enzymer, eller reseptorer involvert. Ganske mange sykdommer er assosiert med defekt membrantransport. Svulster er for eksempel assosiert med nedsatt endocytose. Det samme gjelder infeksjoner og nevrogenerative sykdommer som nevropatier med nedsatt gangevne og redusert nerveledningshastighet eller sensoriske forstyrrelser. For eksempel er endocytose svekket i Huntingtons sykdom. I denne sykdommen utløser døende nerveceller symptomer som bevegelsesforstyrrelser og karakterendringer. En mutasjon av proteinet huntingtin er årsaken til sykdommen. Forstyrret eksocytose kan ha like alvorlige konsekvenser. Eksocytose av nevrotransmittere kan for eksempel hindres av giftstoffer. Bakterietoksiner kan forårsake kramper eller lammelse ved å hindre membranstrømning. Eksocytose påvirkes også av forstyrrelser i metabolske sykdommer som cystisk fibrose. I tillegg til bronkiesekresjoner, blir bukspyttkjertel- og galleutskillelser viskøse, noe som resulterer i organdysfunksjon. Forstyrret pinocytose er nå assosiert med sykdommer som Alzheimers, med metabolske forstyrrelser, forhøyet kolesterol nivåer og med endringer i karakter. Til slutt kan nedsatt membranfluks også resultere i alvorlige lidelser i mage-tarmkanalen og er derfor noen ganger assosiert med mage-tarmsykdom. Effektene av restriksjoner i membranstrømning er tilsvarende forskjellige og i verste fall føre til celledød. I sammenheng med forstyrrelser i membranstrømning er cellene ofte ikke i stand til å absorbere noen eller bare noen få vitale stoffer og kan knapt eller ikke i det hele tatt utskille overflødige eller til og med giftige stoffer.
