Passiv masse transport er diffusjonen av substrater over et biomembran. Denne diffusjonen skjer langs konsentrasjon gradient og krever ikke energi. Diffusjonsprosessen kan for eksempel svekkes i tarmene til HIV-pasienter.
Hva er passiv masseoverføring?
Passiv transport av løsemiddel er diffusjonen av substrater over biomembranen til celler i menneskekroppen. Celler eller celleformasjoner er skilt fra hverandre i kroppen av et biomembran. Dette fleksible separasjonslaget, gjennom sine spesialiserte strukturer, tillater transport av spesifikk molekyler og informasjon inn og ut av celleinteriøret. Det er to grunnleggende transportmåter av stoffer inn og ut av membranen. Membraner har selektiv permeabilitet. De lar noen stoffer diffundere mens de gir en barriere for andre. De masse overføringsmodus for aktiv transport gjør at membraner kan åpnes selektivt for molekyler som de faktisk ikke er gjennomtrengelig for på grunn av deres belastning, konsentrasjon eller størrelse. Aktiv transport skjer alltid med energiforbruk. Det må skilles mellom dette og det masse transport type passiv transport. I denne formen for massebevegelse gjennom en cellemembran, det kreves ingen energi. Passiv transport kan sidestilles med diffusjonsprosesser som foregår langs konsentrasjon gradient og etablerer en konsentrasjon balansere mellom de to sidene av membranen.
Funksjon og oppgave
Innenfor en celle eller et mobilrom eksisterer det et kjemisk og ladningsmessig miljø som er nødvendig for at cellen skal utføre sin funksjon. Dette miljøet opprettholdes utelukkende av biomembrane egenskaper og selektiv permeabilitet. Passiv og aktiv løst transport gir cellen eller celleområdet nøyaktig riktig mengde av stoffene som trengs for å opprettholde et gunstig miljø. Det er to forskjellige typer passiv transport. Enkel diffusjon innebærer lipidløselig molekyler og forekommer i ekstremt langsom hastighet. De sprer seg fritt over cellemembran. Denne formen for passiv transport er den med minst mulig anstrengelse. Den andre typen passiv diffusjon er lett diffusjon, som igjen kan deles inn i to undertyper. En av disse undertypene er bærermediert lett diffusjon. I denne formen for passiv masseoverføring aksepterer membranen substratet ved hjelp av en såkalt bærer. Bæreren er et protein for merking av stoffet som substratet binder seg til. Siden enkel diffusjon oppstår ved lav hastighet, hjelper bæreren med å transportere stoffet over biomembranen. Antall alle bærermolekyler er begrenset. Av denne grunn er transport gjennom et bærermolekyl utsatt for metningskinetikk. Passiv massetransport gjennom bærermolekyler kan også være utsatt for konkurransehemming. Når et bærermolekyl binder seg til substratet, endrer det konformasjon og omorganiserer seg deretter. Som et resultat bæres substratmolekylet over biomembranen og frigjøres bare på motsatt side. Noen bærere kan bare bære ett molekyl av gangen og dermed ha en uniport. Andre bærere har bindingssteder for to forskjellige molekylære substrater og endrer bare konformasjon når begge bindingsstedene er okkupert. Dermed blir de to molekylene enten symportet i samme retning eller antiportert i motsatt retning. Dermed er det ingen avhengighet av den elektriske gradienten. Den andre typen tilrettelagt diffusjon er gjennom porer og kanaler. Denne transportformen innebærer aminosyrer spesielt. For eksempel, under ionetransport, blir substratet til aminosyren tatt opp i cellemembran gjennom porene. Kanalene er dannet av proteiner. Spesielle bindingssteder er tilstede på disse proteinholdige kanalene. Dermed er tilrettelagt diffusjon gjennom porer og kanaler en selektiv massetransport som kan påvirkes elektrisk og kjemisk. Nesten alle kanaler åpnes bare som svar på spesifikke signaler. For eksempel reagerer en ligand-inngjerdet kanal bare på en messenger substans som et hormon. Noen kanaler er spenningsstyrte og åpne for diffusjon med endring i membranpotensial. Etter konsentrasjons likevekt lukkes kanalene igjen.
Sykdommer og plager
Når membranpermeabilitet, og derfor passiv løsemiddeltransport, blir forstyrret, er permeabiliteten til forskjellige ioner ikke lenger ideelt regulert. Slike lidelser i membranpermeabilitet utvikler seg ofte fra hjerte- og karsykdommer og påvirker noen ganger elektrolytt balansere. Noen ganger er også lidelser i membranpermeabilitet arvelige. Diverse proteiner bygge opp biomembranen og gi det et selektivt permeabelt dobbelt lipidlag. Hvis den proteiner involvert i denne prosessen er endret, endres også membranpermeabilitet. Dette fenomenet er for eksempel til stede i myotonia congenita Thomsen. Denne genetiske forstyrrelsen i muskelfunksjon muterer a gen ansvarlig for koding av den enkelte klorid kanaler i muskelfiber membraner. På grunn av mutasjonen, permeabilitet for klorid ioner reduseres og forårsaker muskelstivhet. autoimmune sykdommer kan også målrette mot biomembranen, slik som antifosfolipidsyndrom. Som en del av sykdommen, er immunsystem angriper fosfolipidbundne proteiner i membranen. Den resulterende økte tendensen til blod koagulering øker også risikoen for hjerte angrep og slag. Mitokondriopatier endrer også membranpermeabilitet. De mitokondrier er kroppens egne energikraftverk som kaster bort frie radikaler under energiproduksjonen. Hos friske individer blir disse stoffene renset. Denne prosessen mislykkes hos mitokondiopatipasienter, skader membranene og reduserer sterkt mitokondriersin energiproduserende kapasitet. Den passive og aktive transporten av stoffer gjennom membranene i tynntarm er spesielt påvirket av lidelser som HIV-enteropati. Dette fenomenet rammer spesielt HIV-pasienter med kronisk diaré og kan være assosiert med redusert aktivitet av interstinal enzymer.
