Aktiivne ja passiivne transport

Sisu

• Passiivse transpordi näited
• Näited aktiivsest transpordist

Kutsutakse rakkude transport ainete vahetamisele raku sisemuse ja väliskeskkonna vahel, kus see asub. See toimub läbi plasmamembraan, mis on poolläbilaskev barjäär, mis piirab rakku.

Rakkude transport on eluliselt vajalik keskkonda lahustunud toitainete ja ainete sisenemiseks ning jääkide või metaboolsete ainete väljutamiseks rakus, näiteks hormoonid või ensüümid. Selle aine nihkumissuuna ja energiakulu järgi räägime:

• Passiivne transport. Kontsentratsioonigradiendi kasuks, st kontsentreeritumast keskkonnast vähem kontsentreeritud keskkonda, toimub see membraani kaudu difusiooni teel ja sellel pole energiakulusid, kuna see kasutab ära molekulide juhuslikke liikumisi (nende kineetilist energiat ). Passiivset transporti on nelja tüüpi:
  • Lihtne difusioon. Materjal liigub kõige kontsentreeritumalt alalt kõige vähem kontsentreeritud tasemele, kuni tasemed ühtlustuvad.
  • Hõlbustatud levitamine. Transpordiga tegelevad rakumembraani sees olevad spetsiaalsed transpordivalgud.
  • Filtreerimine. Plasma membraanil on poorid, mille kaudu kindla suurusega materjal võib hüdrostaatilise rõhu kaudu selle sisemusse lekkida.
  • Osmoos. Sarnaselt lihtsale difusioonile sõltub see ka sammust molekulid vett läbi membraani söötme rõhu ja selle selektiivsuse tõttu.

• Aktiivne transport. Erinevalt passiivsest töötab see kontsentratsioonigradiendi vastu (vähem kontsentreeritud tsoonist kontsentreeritumani), nii et sellel on rakuenergia maksumus. See võimaldab rakkudel akumuleerida oma sünteesiprotsesside jaoks vajalikku materjali.

Passiivse transpordi näited

1. Lahustumine fosfolipiidikihis. Seega satuvad rakku paljud elemendid, näiteks vesi, hapnik, süsinikdioksiid, rasvlahustuvad vitamiinid, steroidid, glütseriinid ja madala molekulmassiga alkoholid.
2. Sissepääs täisvalkude kanalite kaudu. Mõned ioonsed ained (elektrilaenguga), nagu naatrium, kaalium, kaltsium või vesinikkarbonaat, läbivad membraani kanalite abil ja valk selle jaoks eriline, väga väike.
3. Neeru glomerulid. Nad filtreerivad neerudes olevat verd, eemaldades karbamiidist, kreatiniinist ja sooladest kapillaaride läbi viidud ultrafiltratsiooniprotsessi, takistades suuremate elementide läbipääsu ja eritades väiksemaid tänu sööde enda survele.
4. Glükoosi imendumine. Rakke hoitakse alati madala glükoosikontsentratsiooniga, mistõttu see voolab difusiooni teel alati nende sisemusse. Selleks kannavad transportvalgud seda ja muudavad seejärel glükoos-6-fosfaadiks.
5. Insuliini toime. See kõhunäärme sekreteeritav hormoon suurendab veres glükoosi difusiooni rakkudesse, vähendades suhkru olemasolu veres, täites rolli hemoregulaator.
6. Gaasi difusioon. Lihtne difusioon võimaldab hingamisteede gaasi sisenemist väljastpoolt rakkudesse nende kontsentratsioonist veres. Sel viisil heidetakse CO välja₂ ja kasutatakse hapnikku.
7. Higistamine. Higi väljutamine läbi naha toimub osmoosi abil: vedelik voolab väljapoole ja kannab endaga kaasa toksiine ja muid aineid.
8. Taime juured. Neil on selektiivsed membraanid, mis võimaldavad veel ja muudel mineraalidel taime sisemusse siseneda ning seejärel fotosünteesiks lehtedele saata.
9. Imendumine soolestikus. Soole epiteelirakud neelavad väljaheitest vett ja muid toitaineid, lubamata neil vereringesse siseneda. Nimetatud selektiivsus toimub ka passiivselt läbi elektrolüüdigradiendi.
10. Ensüümide ja hormoonide vabanemine vereringesse. Seda toodab sageli rakusisese kontsentratsiooni mehaanika, ilma ATP-ta tasuta.

Näited aktiivsest transpordist

1. Naatrium-kaaliumpump. See on rakumembraanimehhanism, mis võimaldab kandjavalgu kaudu naatriumi raku sisemusest välja tõrjuda ja asendada kaaliumiga, säilitades ioonigradiendid (madal naatriumisisaldus ja rohke kaaliumisisaldus) ning mugava elektrilise polaarsuse.
2. Kaltsiumpump. Teine rakumembraanis olev transportvalk võimaldab kaltsiumi kanda selle elektrokeemilise gradiendi suhtes, tsütoplasmast väljapoole.
3. Fagotsütoos. Keha kaitset võimaldavad valged verelibled kaasavad oma plasmamembraanis olevate kotikeste kaudu võõrkehad, mille me hiljem väljutame.
4. Pinotsütoos. Teine fagotsütsisatsiooniprotsess toimub membraanis olevate invaginatsioonide kaudu, mis võimaldavad siseneda keskkonna vedelikku. See on muna, mida munarakk küpsemise ajal teeb.
5. Eksotsütoos. Vastupidiselt fagotsütsüseerimisele väljutab see rakusisalduse elemente väljapoole liikuvate membraanikottide kaudu, kuni need sulanduvad membraaniga ja avanevad väljapoole. Nii suhtlevad neuronid: edastades ioonset sisu.
6. HIV-nakkus. AIDS-i viirus siseneb rakkudesse, kasutades ära nende membraani, seondudes nende väliskihis (CD4 retseptorid) leiduvate glükoproteiinidega ja tungides aktiivselt selle sisemusse.
7. Transtsütoos. Endotsütoosi ja eksotsütoosi segu võimaldab see transportida aineid ühest keskkonnast teise, näiteks verekapillaaridest ümbritsevatesse kudedesse.
8. Suhkru fototransferaas. Tüüpiline kindel protsess bakterid as coli, mis seisneb selles olevate substraatide keemilises modifitseerimises teiste meelitamiseks kovalentne sidumine ja seega säästa palju energiat.
9. Raua omastamine. Rauda haaravad paljud bakterid, sekreteerides siderofoore nagu enterobaktiin, mis seondub rauaga, moodustades kelaatid ja imendub seejärel afiinsusega bakteritesse, kus metall vabaneb.
10. LDL omastamine. See kolesterooli estritega lipoproteiin on rakus kinni tänu apoproteiini (B-100) toimele, mis võimaldab selle membraanile sisenemist ja järgnevat lagunemist aminohapped.