Pasīvais masveida transports

No pasīvs masveida transports ir substrātu difūzija caur biomembrānu. Šī difūzija notiek pa koncentrācijas gradientu un tai nav nepieciešama enerģija. Piemēram, difūzijas procesu var traucēt HIV slimnieku zarnas.

Kas ir pasīvais masveida transports?

Šūnas vai šūnu veidojumi organismā ir atdalīti viens no otra ar biomembrānu. Pateicoties specializētajām struktūrām, šis elastīgais atdalīšanas slānis ļauj transportēt īpašas molekulas un informāciju uz šūnu iekšpusi un ārā.

Ir divi pamata veidi, kā vielas transportēt uz membrānu un no tās. Membrānām ir selektīva caurlaidība. Tie ļauj dažām vielām izkliedēties, kamēr tās darbojas kā šķērslis citām.

Aktīvais vielu transportēšana nozīmē, ka membrānas mērķtiecīgi var atvērt molekulām, kurām tās faktiski nav caurlaidīgas to lādiņa, koncentrācijas vai lieluma dēļ. Aktīvs transports vienmēr notiek, izmantojot enerģiju. Tas jānošķir no vielas pārvadāšanas veida, pasīvā transporta. Šādā matērijas kustības formā caur šūnas membrānu nav nepieciešama enerģija. Pasīvā transportēšana ir pielīdzināma difūzijas procesiem, kas notiek gar koncentrācijas gradientu un rada koncentrācijas līdzsvaru starp membrānas abām pusēm.

Funkcija un uzdevums

Šūnā vai kameras nodalījumā ir noteikta ķīmiska un uzlādēšanas vide, kas nepieciešama šūnas darbībai. Šo vidi uztur tikai biomembrānas īpašības un selektīvā caurlaidība. Pasīvā un aktīvā viela transportē šūnu vai šūnu nodalījumu tieši vajadzīgajā daudzumā ar tieši tām vielām, kas vajadzīgas labvēlīgai videi.

Pastāv divi dažādi pasīvā transporta veidi. Vienkāršā difūzija ietekmē lipīdos šķīstošās molekulas un notiek ārkārtīgi lēni. Viņi brīvi izkliedējas caur šūnu membrānu. Šī pasīvā transporta forma ir tā, ar kuru pieliek vismazākās pūles. Otrais pasīvās difūzijas veids ir atvieglota difūzija, kuru savukārt var iedalīt divās apakšformās. Viena no šīm apakšformām ir ar nesēju saistīta atvieglota difūzija. Ar šo pasīvās masas pārneses formu membrāna savāc substrātu ar tā dēvētā nesēja palīdzību. Nesējs ir olbaltumviela, kas identificē vielu, ar kuru saistās substrāts. Tā kā vienkārša difūzija notiek lēni, nesējs palīdz vielu transportēt caur biomembrānu. Visu nesējmolekulu skaits ir ierobežots.

Šī iemesla dēļ transportēšana caur nesējmolekulu ir pakļauta piesātinājuma kinētikai. Vielu pasīvo transportēšanu ar nesējmolekulām var arī ietekmēt konkurence. Kad nesējmolekuls savienojas ar tā substrātu, tas maina savu uzbūvi un attiecīgi pārkārtojas. Tā rezultātā substrāta molekula tiek transportēta caur biomembrānu un atkal tiek atbrīvota tikai pretējā pusē.

Daži pārvadātāji vienlaikus var pārvadāt tikai vienu molekulu, un tādējādi viņiem ir nepieejama telpa. Citiem nesējiem ir saistīšanas vietas diviem dažādiem molekulārajiem substrātiem, un tie maina konformāciju tikai tad, kad abas saistīšanas vietas ir aizņemtas. Abas molekulas ir vai nu vienā un tajā pašā virzienā, vai pretējas. Nav atkarības no elektriskā gradienta.

Otrais atvieglotās difūzijas veids notiek caur porām un kanāliem. Šis transporta veids īpaši ietekmē aminoskābes. Piemēram, jonu transportēšanas laikā aminoskābes substrāts caur porām tiek absorbēts šūnu membrānā. Kanālus veido olbaltumvielas. Šajos olbaltumvielu saturošajos kanālos ir īpašas saistīšanas vietas. Atvieglota difūzija pa porām un kanāliem ir selektīvs materiāla transports, ko var ietekmēt elektriski un ķīmiski.

Gandrīz visi kanāli tiek atvērti tikai, reaģējot uz noteiktiem signāliem. Piemēram, ar ligandu kontrolēts kanāls reaģē tikai uz kurjeru, piemēram, hormonu. Daži kanāli tiek kontrolēti ar spriegumu un ir atvērti difūzijai, mainoties membrānas potenciālam. Pēc koncentrācijas izlīdzināšanas kanāli atkal aizveras.

Slimības un kaites

Ja tiek traucēta membrānas caurlaidība un tādējādi arī pasīvā masas transportēšana, dažādu jonu caurlaidība vairs nav ideāli regulēta. Šādi membrānas caurlaidības traucējumi bieži attīstās no sirds un asinsvadu slimībām un dažreiz pasliktina elektrolītu līdzsvaru.

Dažreiz membrānas caurlaidības traucējumi ir arī iedzimti. Dažādi proteīni veido biomembrānu un piešķir tai selektīvi caurlaidīgu dubultā lipīdu slāni. Mainot iesaistītos proteīnus, mainās arī membrānas caurlaidība. Šī parādība rodas, piemēram, Myotonia congenita Thomsen. Šis ģenētiskais muskuļu funkcijas traucējums izraisa gēna mutāciju, kas ir atbildīgs par atsevišķu hlorīda kanālu kodēšanu muskuļu šķiedru membrānās. Sakarā ar mutāciju samazinās hlorīda jonu caurlaidība un tādējādi rodas muskuļu stīvums.

Autoimūnas slimības var būt vērstas arī pret biomembrānu, piemēram, antifosfolipīdu sindromu. Imūnsistēma uzbrūk membrānas fosfolipīdiem saistītajiem olbaltumvielām kā slimības sastāvdaļa. Paaugstināta tendence uz asins recekļu veidošanos palielina arī sirdslēkmes un insultu risku.

Mitohondriju slimības maina arī membrānu caurlaidību. Mitohondriji ir paša organisma enerģijas spēkstacijas, kuras, ģenerējot enerģiju, atbrīvo brīvos radikāļus. Šīs vielas pārtver veseliem cilvēkiem. Šis process neizdodas pacientiem ar mitohondiopātiju, kas bojā membrānas un ievērojami samazina mitohondriju spēju ražot enerģiju.

Vielu pasīvo un aktīvo transportēšanu caur tievās zarnas membrānām īpaši ietekmē tādi traucējumi kā HIV enteropātija. Šī parādība īpaši ietekmē HIV pacientus ar hronisku caureju, un to var saistīt ar interstinālo enzīmu aktivitātes samazināšanos.