Τύποι μεταφοράς κυττάρων και τα χαρακτηριστικά τους

Το κυτταρική μεταφορά περιλαμβάνει την κυκλοφορία και την μετατόπιση μορίων μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού των κυψελών. Η ανταλλαγή μορίων μεταξύ αυτών των διαμερισμάτων είναι ένα ουσιαστικό φαινόμενο για την ορθή λειτουργία του οργανισμού και μεσολαβεί σε μια σειρά γεγονότων, όπως το μεμβρανικό δυναμικό, για να αναφέρουμε.

Οι βιολογικές μεμβράνες δεν είναι μόνο υπεύθυνες για την οριοθέτηση του κυττάρου, αλλά διαδραματίζουν επίσης έναν αναπόσπαστο ρόλο στην κυκλοφορία των ουσιών. Έχουν μια σειρά πρωτεϊνών που διασχίζουν τη δομή και, πολύ επιλεκτικά, επιτρέπουν ή όχι την είσοδο ορισμένων μορίων.

Οι κυψελοειδείς μεταφορές ταξινομούνται σε δύο βασικούς τύπους, ανάλογα με το αν το σύστημα χρησιμοποιεί ενέργεια άμεσα ή όχι.

Η παθητική μεταφορά δεν απαιτεί ενέργεια και τα μόρια καταφέρνουν να διασχίσουν τη μεμβράνη με παθητική διάχυση, μέσω υδατικών διαύλων ή μέσω μεταφερόμενων μορίων. Η κατεύθυνση της ενεργού μεταφοράς καθορίζεται αποκλειστικά από τις βαθμίδες συγκέντρωσης μεταξύ των δύο πλευρών της μεμβράνης.

Αντίθετα, ο δεύτερος τύπος μεταφοράς απαιτεί ενέργεια και ονομάζεται ενεργή μεταφορά. Χάρη στην ενέργεια που εισάγεται στο σύστημα, οι αντλίες μπορούν να μεταφέρουν τα μόρια από τις βαθμίδες συγκέντρωσης τους. Το πιο αξιοσημείωτο παράδειγμα στη βιβλιογραφία είναι η αντλία νατρίου-καλίου.

Ευρετήριο

• 1 Θεωρητικές βάσεις
  • 1.1 - Κυτταρικές μεμβράνες
  • 1.2 -Λιπίδια στις μεμβράνες
  • 1,3-Πρωτεΐνες στις μεμβράνες
  • 1.4 - Επιλεκτικότητα της μεμβράνης
  • 1.5-Διάχυση και όσμωση
  • 1.6 -Τονικότητα
  • 1.7 -Επίεση ηλεκτρική
• 2 Παθητική μεταφορά διαμεμβράνης
  • 2.1 Απλή μετάδοση
  • 2.2 Υδατικά κανάλια
  • 2.3 Μεταφορά μορίων
  • 2.4 Όσμωση
  • 2.5 Υπερδιήθηση
  • 2.6 Διευκόλυνση της διάδοσης
• 3 Διαμεμβρανική ενεργή μεταφορά
  • 3.1 Χαρακτηριστικά της ενεργού μεταφοράς
  • 3.2 Επιλεκτικότητα μεταφορών
  • 3.3 Παράδειγμα ενεργού μεταφοράς: αντλία νατρίου-καλίου
  • 3.4 Πώς λειτουργεί η αντλία?
• 4 Μαζική μεταφορά
  • 4.1 -Ενδοκύτωση
  • 4.2-Εξώτωση
• 5 Αναφορές

Θεωρητικές βάσεις

-Κυτταρικές μεμβράνες

Για να κατανοήσουμε πώς συμβαίνει η διακίνηση ουσιών και μορίων μεταξύ του κυττάρου και των παρακείμενων διαμερισμάτων, είναι απαραίτητο να αναλυθεί η δομή και η σύνθεση των βιολογικών μεμβρανών.

-Λιπίδια στις μεμβράνες

Τα κύτταρα περιβάλλονται από μια λεπτή και σύνθετη μεμβράνη λιπιδικής φύσης. Το βασικό συστατικό είναι τα φωσφολιπίδια.

Αυτά αποτελούνται από ένα πολικό κεφάλι και απολιθικές ουρές. Οι μεμβράνες αποτελούνται από δύο στρώματα φωσφολιπιδίων - «διπλών στιβάδων λιπιδίου» - στην οποία οι ουρές ομαδοποιούνται μέσα στα κεφάλια και να δώσει εξω και ενδοκυτταρική όψεις.

Τα μόρια που έχουν τόσο πολικές όσο και μη πολικές ζώνες ονομάζονται αμφιπαθητικά. Αυτή η ιδιότητα είναι κρίσιμη για την χωρική οργάνωση των λιπιδικών συστατικών μέσα στις μεμβράνες.

Αυτή η δομή μοιράζεται από τις μεμβράνες που περιβάλλουν τα υποκυτταρικά διαμερίσματα. Θυμηθείτε επίσης ότι τα μιτοχόνδρια, οι χλωροπλάστες, τα κυστίδια και άλλα οργανίδια περιβάλλονται από μεμβράνη.

Εκτός από φωσφογλυκερίδια ή φωσφολιπίδια, οι μεμβράνες είναι πλούσια σε σφιγγολιπίδια, έχοντας σκελετούς που σχηματίζεται από ένα μόριο που ονομάζεται σφιγγοσίνη και στερόλες. Στην τελευταία αυτή ομάδα βρίσκουμε τη χοληστερόλη, ένα λιπίδιο που ρυθμίζει τις ιδιότητες της μεμβράνης ως ρευστότητα.

-Πρωτεΐνες στις μεμβράνες

Η μεμβράνη είναι μια δυναμική δομή, η οποία περιέχει πολλές πρωτεΐνες μέσα. Οι πρωτεΐνες της μεμβράνης δρουν σαν ένα είδος μοριακών «φύλακων» ή «φρουρών», που καθορίζουν με μεγάλη επιλεκτικότητα ποιος εισέρχεται και που φεύγει από το κύτταρο.

Για το λόγο αυτό, λέγεται ότι οι μεμβράνες είναι ημιδιαπερατές, δεδομένου ότι ορισμένες ενώσεις καταφέρνουν να εισέλθουν και άλλες όχι..

Δεν είναι όλες οι πρωτεΐνες που βρίσκονται στη μεμβράνη υπεύθυνες για τη διαμεσολάβηση της κυκλοφορίας. Άλλοι είναι υπεύθυνοι για τη σύλληψη εξωτερικών σημάτων που παράγουν κυτταρική απόκριση σε εξωτερικά ερεθίσματα.

-Επιλεκτικότητα της μεμβράνης

Το εσωτερικό λιπιδίου της μεμβράνης είναι πολύ υδρόφοβη, πράγμα που καθιστά την μεμβράνη να είναι μια εξαιρετικά αδιαπέραστο στη διέλευση των πολικών μορίων ή υδρόφιλο χαρακτήρα (αυτός ο όρος σημαίνει «αγάπη νερό»).

Αυτό συνεπάγεται μια πρόσθετη δυσκολία στη διέλευση των πολικών μορίων. Ωστόσο, η διέλευση των υδροδιαλυτών μορίων είναι απαραίτητη, έτσι ώστε τα κύτταρα να έχουν μια σειρά μηχανισμών μεταφοράς που επιτρέπουν την αποτελεσματική μετατόπιση αυτών των ουσιών μεταξύ του κυττάρου και του εξωτερικού του περιβάλλοντος..

Με τον ίδιο τρόπο, μεγάλα μόρια, όπως οι πρωτεΐνες, πρέπει να μεταφέρονται και απαιτούν εξειδικευμένα συστήματα.

-Διάχυση και όσμωση

Η κίνηση των σωματιδίων μέσω των κυτταρικών μεμβρανών συμβαίνει ακολουθώντας τις ακόλουθες φυσικές αρχές.

Οι αρχές αυτές είναι διάχυσης και όσμωσης και εφαρμόζεται στην κυκλοφορία των διαλυμένων ουσιών και διαλυτών σε ένα διάλυμα ημιδιαπερατή μέσω μιας μεμβράνης - όπως διαπιστώθηκε από βιολογικές μεμβράνες στα ζωντανά κύτταρα.

Η διάχυση είναι η διαδικασία που περιλαμβάνει την τυχαία θερμική κίνηση των σωματιδίων που αιωρούνται από περιοχές με υψηλές συγκεντρώσεις προς περιοχές με χαμηλότερη συγκέντρωση. Υπάρχει μια μαθηματική έκφραση που επιδιώκει να περιγράψει τη διαδικασία και ονομάζεται εξίσωση διάχυσης του Fick, αλλά δεν θα πάμε σε αυτό.

Με αυτή την έννοια, μπορούμε να ορίσουμε τον όρο διαπερατότητα, ο οποίος αναφέρεται στον ρυθμό με τον οποίο μία ουσία διεισδύει παθητικά στη μεμβράνη κάτω από μια σειρά συγκεκριμένων συνθηκών.

Από την άλλη πλευρά, το νερό κινείται επίσης υπέρ της βαθμίδας συγκέντρωσης σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται όσμωση. Αν και δεν φαίνεται ακριβές να αναφερθεί η συγκέντρωση νερού, πρέπει να καταλάβουμε ότι το ζωτικό υγρό συμπεριφέρεται όπως κάθε άλλη ουσία, από την άποψη της διάχυσης.

-Τονικότητα

Λαμβάνοντας υπόψη τα φυσικά φαινόμενα που περιγράφονται, οι συγκεντρώσεις που υπάρχουν τόσο μέσα στο κελί όσο και έξω, θα καθορίσουν την κατεύθυνση της μεταφοράς.

Έτσι, η τονικότητα ενός διαλύματος είναι η απόκριση των κυττάρων που βυθίζονται σε ένα διάλυμα. Υπάρχει κάποια ορολογία που εφαρμόζεται σε αυτό το σενάριο:

Ισοτονικό

Ένα κύτταρο, ένας ιστός ή ένα διάλυμα είναι ισοτονικό σε σχέση με το άλλο εάν η συγκέντρωση ισούται και στα δύο στοιχεία. Σε ένα φυσιολογικό πλαίσιο, ένα κύτταρο βυθισμένο σε ένα ισότονο περιβάλλον δεν θα παρουσιάσει καμία αλλαγή.

Υπότονος

Μια λύση είναι υποτονική σε σχέση με το κύτταρο, εάν η συγκέντρωση διαλελυμένων ουσιών είναι χαμηλότερη έξω - δηλαδή, το κύτταρο έχει περισσότερες διαλυμένες ουσίες. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση του νερού είναι να εισέλθει στο κελί.

Εάν βάλουμε ερυθρά αιμοσφαίρια σε απεσταγμένο νερό (το οποίο είναι απαλλαγμένο από διαλυμένες ουσίες), το νερό θα εισέλθει μέχρι να σκάσει. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αιμόλυση.

Υπερτονική

Μια λύση είναι υπερτονική σε σχέση με το κύτταρο, εάν η συγκέντρωση διαλελυμένων ουσιών είναι υψηλότερη έξω - δηλαδή, το κύτταρο έχει λιγότερες διαλυμένες ουσίες.

Σε αυτή την περίπτωση, η τάση του νερού είναι να φύγει από το κελί. Εάν βάλουμε ερυθρά αιμοσφαίρια σε μια πιο συγκεντρωμένη λύση, το νερό στα σφαιρίδια τείνει να βγει και το κύτταρο αποκτά μια ζαρωμένη εμφάνιση.

Αυτές οι τρεις έννοιες έχουν βιολογική σημασία. Για παράδειγμα, τα αυγά ενός θαλάσσιου οργανισμού πρέπει να είναι ισοτονικά σε σχέση με το θαλασσινό νερό, ώστε να μην σκάσει και να μην χάσει νερό.

Ομοίως, τα παράσιτα που ζουν στο αίμα των θηλαστικών θα πρέπει να έχουν συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών παρόμοια με το μέσο στο οποίο αναπτύσσονται..

-Ηλεκτρική επιρροή

Όταν μιλάμε για ιόντα, τα οποία είναι φορτισμένα σωματίδια, η κίνηση μέσω των μεμβρανών δεν κατευθύνεται αποκλειστικά από τις βαθμίδες συγκέντρωσης. Στο σύστημα αυτό είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα φορτία των διαλυμένων ουσιών.

Το ιόν τείνει να κινηθεί μακριά από τις περιοχές όπου η συγκέντρωση είναι υψηλή (όπως περιγράφουν στην παράγραφο όσμωση και διάχυση), και περαιτέρω εάν το αρνητικό ιόν είναι κινηθεί προς τις περιοχές όπου υπάρχει αρνητικό δυναμικό αυξάνεται. Θυμηθείτε ότι προσελκύονται διαφορετικές χρεώσεις και απωθούν τα ίσα τέλη.

Για να προβλέψουμε τη συμπεριφορά του ιόντος, πρέπει να προσθέσουμε τις συνδυασμένες δυνάμεις της βαθμίδας συγκέντρωσης και της ηλεκτρικής κλίσης. Αυτή η νέα παράμετρος ονομάζεται καθαρή ηλεκτροχημική κλίση.

Οι τύποι κυψελοειδών μεταφορών ταξινομούνται ανάλογα με τη χρήση - ή όχι - ενέργειας από το σύστημα σε παθητικές και ενεργές κινήσεις. Θα περιγράψουμε καθένα λεπτομερώς παρακάτω:

Διαμεμβρανική παθητική μεταφορά

Οι παθητικές κινήσεις μέσω των μεμβρανών περιλαμβάνουν τη διέλευση των μορίων χωρίς την άμεση ανάγκη για ενέργεια. Δεδομένου ότι αυτά τα συστήματα δεν περιλαμβάνουν ενέργεια, εξαρτάται αποκλειστικά από τις μεταβολές συγκέντρωσης (συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρικών) που υπάρχουν μέσω της μεμβράνης πλάσματος.

Αν και η ενέργεια που είναι υπεύθυνη για την κίνηση των σωματιδίων αποθηκεύεται σε τέτοιες κλίσεις, είναι σκόπιμο και βολικό να συνεχίσουμε να θεωρούμε τη διαδικασία ως παθητική.

Υπάρχουν τρία στοιχειώδη μονοπάτια μέσω των οποίων τα μόρια μπορούν να περνούν παθητικά από τη μια πλευρά στην άλλη:

Απλή διάχυση

Ο απλούστερος και πιο διαισθητικός τρόπος μεταφοράς μιας διαλυμένης ουσίας είναι να διασχίσει τη μεμβράνη ακολουθώντας τις διαβαθμίσεις που αναφέρονται παραπάνω..

Το μόριο διαχέεται διαμέσου της μεμβράνης του πλάσματος, αφήνοντας την υδατική φάση στην άκρη, διαλύεται στο λιπιδικό τμήμα και τελικά εισέρχεται στο υδατικό τμήμα του εσωτερικού του κυττάρου. Το ίδιο μπορεί να συμβεί προς την αντίθετη κατεύθυνση, από το εσωτερικό του κυττάρου προς το εξωτερικό.

Η αποτελεσματική διέλευση μέσω της μεμβράνης θα καθορίσει το επίπεδο θερμικής ενέργειας που διαθέτει το σύστημα. Αν είναι επαρκώς υψηλή, το μόριο θα είναι σε θέση να διασχίσει τη μεμβράνη.

Με περισσότερες λεπτομέρειες, το μόριο πρέπει να σπάσει όλους τους δεσμούς υδρογόνου που σχηματίζονται στην υδατική φάση ώστε να είναι σε θέση να μετακινηθεί στη λιπιδική φάση. Αυτό το γεγονός απαιτεί 5 kcal κινητικής ενέργειας για κάθε υπάρχοντα δεσμό.

Ο επόμενος παράγοντας που λαμβάνεται υπόψη είναι η διαλυτότητα του μορίου στη λιπιδική ζώνη. Η κινητικότητα επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες, όπως το μοριακό βάρος και το σχήμα του μορίου.

Η κινητική του απλού σταδίου διάχυσης παρουσιάζει κινητική μη κορεσμού. Αυτό σημαίνει ότι η είσοδος αυξάνεται αναλογικά προς τη συγκέντρωση της διαλελυμένης ουσίας που πρόκειται να μεταφερθεί στην εξωκυτταρική περιοχή.

Υδατικά κανάλια

Η δεύτερη εναλλακτική λύση της διέλευσης των μορίων μέσω της παθητικής οδού είναι μέσω ενός υδατικού διαύλου που βρίσκεται στη μεμβράνη. Αυτά τα κανάλια είναι ένα είδος πόρων που επιτρέπουν τη διέλευση του μορίου, αποφεύγοντας την επαφή με την υδρόφοβη περιοχή.

Ορισμένα φορτισμένα μόρια καταφέρνουν να εισέλθουν στο κύτταρο ακολουθώντας τη βαθμίδα συγκέντρωσης. Χάρη σε αυτό το σύστημα καναλιών γεμάτο με νερό, οι μεμβράνες είναι πολύ αδιαπέραστες στα ιόντα. Μέσα στα μόρια αυτά ξεχωρίζουν το νάτριο, το κάλιο, το ασβέστιο και το χλώριο.

Μεταφορικό μόριο

Η τελευταία εναλλακτική λύση είναι ο συνδυασμός της διαλελυμένης ουσίας με ένα μόριο μεταφοράς που καλύπτει την υδρόφιλη φύση της, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η διέλευση μέσω του πλούσιου σε λιπίδια τμήματος της μεμβράνης.

Ο μεταφορέας αυξάνει τη διαλυτότητα λιπιδίου του μορίου που χρειάζεται να μεταφερθεί και ευνοεί τη μετάβασή του υπέρ της βαθμίδας συγκέντρωσης ή της ηλεκτροχημικής κλίσης.

Αυτές οι πρωτεΐνες μεταφορέων λειτουργούν με διάφορους τρόπους. Στην απλούστερη περίπτωση, μια διαλυτή ουσία μεταφέρεται από τη μία πλευρά της μεμβράνης στην άλλη. Αυτός ο τύπος ονομάζεται υποστήριξη. Αντιθέτως, αν μια άλλη διαλυμένη ουσία μεταφέρεται ταυτόχρονα ή συζευγμένη, ο μεταφορέας ονομάζεται ρυμουλκούμενο.

Εάν ο συζευγμένος μεταφορέας κινήσει τα δύο μόρια προς την ίδια κατεύθυνση είναι ένα simporte και αν το κάνει σε αντίθετες κατευθύνσεις, ο μεταφορέας είναι αντιπορ.

Όσμωση

Είναι ο τύπος κυτταρικής μεταφοράς στην οποία ένας διαλύτης περνάει επιλεκτικά μέσω της ημιδιαπερατής μεμβράνης.

Το νερό, για παράδειγμα, τείνει να περάσει δίπλα στο κύτταρο στο οποίο η συγκέντρωσή του είναι χαμηλότερη. Η κίνηση του νερού σε αυτή τη διαδρομή παράγει μια πίεση που ονομάζεται ωσμωτική πίεση.

Αυτή η πίεση είναι απαραίτητη για τη ρύθμιση της συγκέντρωσης ουσιών στο κύτταρο, η οποία στη συνέχεια επηρεάζει το σχήμα του κυττάρου.

Υπερδιήθηση

Σε αυτή την περίπτωση, η κίνηση ορισμένων διαλυμένων ουσιών παράγεται από την επίδραση μιας υδροστατικής πίεσης, από την περιοχή της υψηλότερης πίεσης στη χαμηλότερη πίεση. Στο ανθρώπινο σώμα, αυτή η διαδικασία συμβαίνει στα νεφρά χάρη στην αρτηριακή πίεση που παράγεται από την καρδιά.

Με αυτόν τον τρόπο το νερό, η ουρία, κλπ., Περνά από τα κύτταρα στα ούρα. και ορμόνες, βιταμίνες, κλπ., παραμένουν στο αίμα. Αυτός ο μηχανισμός είναι επίσης γνωστός ως αιμοκάθαρση.

Διευκόλυνση της διάδοσης

Υπάρχουν ουσίες με πολύ μεγάλα μόρια (όπως η γλυκόζη και άλλοι μονοσακχαρίτες), οι οποίες χρειάζονται να μεταδοθεί μια πρωτεΐνη-φορέας. Αυτή η διάχυση είναι ταχύτερη από την απλή διάχυση και εξαρτάται από:

• Η βαθμίδα συγκέντρωσης της ουσίας.
• Η ποσότητα των μεταφορικών πρωτεϊνών που υπάρχουν στο κύτταρο.
• Η ταχύτητα των πρωτεϊνών που υπάρχουν.

Μία από αυτές τις μεταφορικές πρωτεΐνες είναι η ινσουλίνη, η οποία διευκολύνει τη διάχυση της γλυκόζης μειώνοντας τη συγκέντρωσή της στο αίμα.

Διαμεμβρανική ενεργή μεταφορά

Μέχρι στιγμής έχουμε συζητήσει το πέρασμα διαφόρων μορίων μέσω καναλιών χωρίς κόστος ενέργειας. Σε αυτά τα γεγονότα, το μοναδικό κόστος είναι η παραγωγή της δυνητικής ενέργειας με τη μορφή διαφορικών συγκεντρώσεων και στις δύο πλευρές της μεμβράνης.

Με αυτόν τον τρόπο, η κατεύθυνση μεταφοράς καθορίζεται από την υπάρχουσα κλίση. Οι διαλυμένες ουσίες αρχίζουν να μεταφέρονται ακολουθώντας τις προαναφερθείσες αρχές διάχυσης, μέχρι να φθάσουν σε σημείο όπου τελειώνει η καθαρή διάχυση - σε αυτό το σημείο έχει επιτευχθεί ισορροπία. Στην περίπτωση των ιόντων, η κίνηση επηρεάζεται επίσης από το φορτίο.

Ωστόσο, στη μόνη περίπτωση όπου η κατανομή των ιόντων και στις δύο πλευρές της μεμβράνης βρίσκεται σε πραγματική ισορροπία είναι όταν το κύτταρο είναι νεκρό. Όλα τα ζωντανά κύτταρα επενδύουν μια μεγάλη ποσότητα χημικής ενέργειας για να διατηρήσουν τις συγκεντρώσεις διαλυμένης ουσίας μακριά από την ισορροπία.

Η ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη διατήρηση αυτών των διεργασιών είναι γενικά το μόριο ΑΤΡ. Η τριφωσφορική αδενοσίνη, συντομευμένη ως ΑΤΡ, είναι θεμελιώδες ενεργειακό μόριο σε κυτταρικές διεργασίες.

Χαρακτηριστικά της ενεργού μεταφοράς

Η ενεργή μεταφορά μπορεί να δράσει κατά των βαθμίδων συγκέντρωσης, ανεξάρτητα από το πόσο αξιοσημείωτοι είναι - η ιδιότητα αυτή θα είναι ξεκάθαρη με την εξήγηση της αντλίας νατρίου - καλίου (βλ. Παρακάτω).

Οι ενεργοί μηχανισμοί μεταφοράς μπορούν να μεταφέρουν περισσότερες από μία κατηγορίες μορίων κάθε φορά. Για ενεργούς μεταφορές η ίδια ταξινόμηση που αναφέρεται χρησιμοποιείται για τη μεταφορά πολλών μορίων ταυτόχρονα σε παθητική μεταφορά: simporte και antiporte.

Η μεταφορά που πραγματοποιείται από αυτές τις αντλίες μπορεί να ανασταλεί με την εφαρμογή μορίων τα οποία δεσμεύουν ειδικά κρίσιμες θέσεις στην πρωτεΐνη.

Η κινητική των μεταφορών είναι τύπου Michaelis-Menten. Και οι δύο συμπεριφορές - που αναστέλλονται από κάποιο μόριο και κινητική - είναι τυπικά χαρακτηριστικά ενζυματικών αντιδράσεων.

Τέλος, το σύστημα πρέπει να έχει συγκεκριμένα ένζυμα που μπορούν να υδρολύσουν το μόριο ΑΤΡ, όπως οι ATPases. Αυτός είναι ο μηχανισμός με τον οποίο το σύστημα αποκτά την ενέργεια που το χαρακτηρίζει.

Επιλεκτικότητα μεταφορών

Οι εμπλεκόμενες αντλίες είναι εξαιρετικά επιλεκτικές στα μόρια που θα μεταφερθούν. Για παράδειγμα, εάν η αντλία είναι φορέας ιόντων νατρίου, δεν θα πάρει ιόντα λιθίου, αν και τα δύο ιόντα είναι πολύ παρόμοια σε μέγεθος.

Υποτίθεται ότι οι πρωτεΐνες μπορούν να διακρίνουν μεταξύ δύο διαγνωστικών χαρακτηριστικών: την ευκολία αφυδάτωσης του μορίου και την αλληλεπίδραση με τα φορτία εντός του πόρου του μεταφορέα.

Είναι γνωστό ότι τα μεγάλα ιόντα καταφέρνουν να αφυδατώνονται εύκολα αν τα συγκρίνουμε με ένα μικρό ιόν. Έτσι, ένας πόρος με ασθενή πολικά κέντρα θα χρησιμοποιεί κατά προτίμηση μεγάλα ιόντα.

Αντιστρόφως, στα κανάλια με έντονα φορτισμένα κέντρα, υπερισχύει η αλληλεπίδραση με το αφυδατωμένο ιόν.

Παράδειγμα ενεργού μεταφοράς: αντλία νατρίου-καλίου

Για να εξηγήσουμε τους μηχανισμούς της ενεργού μεταφοράς είναι καλύτερο να το κάνουμε με το καλύτερο μελετημένο μοντέλο: την αντλία νατρίου - καλίου.

Ένα εντυπωσιακό χαρακτηριστικό των κυττάρων είναι η ικανότητα να διατηρούνται έντονες κλίσεις ιόντων νατρίου (Na⁺) και κάλιο (Κ⁺).

Στο φυσιολογικό περιβάλλον, η συγκέντρωση του καλίου μέσα στα κύτταρα είναι 10 έως 20 φορές υψηλότερη από ό, τι στο εξωτερικό των κυττάρων. Αντίθετα, τα ιόντα νατρίου βρίσκονται πολύ πιο συγκεντρωμένα στο εξωκυτταρικό περιβάλλον.

Με τις αρχές που διέπουν την κίνηση των ιόντων παθητικά, θα ήταν αδύνατο να διατηρηθούν αυτές οι συγκεντρώσεις, επομένως τα κύτταρα απαιτούν ένα ενεργό σύστημα μεταφοράς και αυτή είναι η αντλία νατρίου - καλίου.

Η αντλία σχηματίζεται από ένα πρωτεϊνικό σύμπλοκο τύπου ΑΤΡάσης αγκυρωμένο στη μεμβράνη πλάσματος όλων των ζωικών κυττάρων. Αυτό έχει θέσεις δέσμευσης και για τα δύο ιόντα και είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά με ένεση ενέργειας.

Πώς λειτουργεί η αντλία?

Σε αυτό το σύστημα, υπάρχουν δύο παράγοντες που καθορίζουν την κίνηση των ιόντων μεταξύ των κυτταρικών και εξωκυτταρικών διαμερισμάτων. Η πρώτη είναι η ταχύτητα με την οποία λειτουργεί η αντλία νατρίου-καλίου και ο δεύτερος παράγοντας είναι η ταχύτητα με την οποία το ιόν μπορεί να εισέλθει και πάλι στο κύτταρο (στην περίπτωση του νατρίου), μέσω παθητικών εκδηλώσεων διάχυσης.

Με τον τρόπο αυτό, η ταχύτητα με την οποία εισέρχονται τα ιόντα στο κύτταρο καθορίζει την ταχύτητα με την οποία πρέπει να λειτουργεί η αντλία για τη διατήρηση της κατάλληλης συγκέντρωσης ιόντων..

Η λειτουργία της αντλίας εξαρτάται από μια σειρά διαμορφωτικών αλλαγών στην πρωτεΐνη που είναι υπεύθυνη για τη μεταφορά των ιόντων. Κάθε μόριο ΑΤΡ υδρολύεται απ 'ευθείας, στη διαδικασία τρία ιόντα νατρίου αφήνουν το κύτταρο και συγχρόνως εισέρχονται δύο ιόντα καλίου στο περιβάλλον των κυττάρων.

Μαζική μεταφορά

Είναι ένας άλλος τύπος ενεργής μεταφοράς που βοηθάει στην κίνηση μακρομορίων, όπως πολυσακχαρίτες και πρωτεΐνες. Μπορεί να συμβεί μέσω:

-Ενδοκύτωση

Υπάρχουν τρεις μέθοδοι ενδοκυττάρωσης: φαγοκυττάρωση, πονόκυτωση και ενδοκυττάρωση με μεσολάβηση συνδέτη:

Φαγοκυττάρωση

Η φαγοκυττάρωση είναι ο τύπος μεταφοράς στην οποία ένα στερεό σωματίδιο καλύπτεται από ένα κυστίδιο ή φαγόσωμα που αποτελείται από συντηγμένα ψευδοποδία. Αυτό το στερεό σωματίδιο που παραμένει μέσα στο κυστίδιο χωνεύεται από ένζυμα και έτσι φθάνει στο εσωτερικό του κυττάρου.

Με τον τρόπο αυτό τα λευκά αιμοσφαίρια λειτουργούν στο σώμα. να φαγοκυτταροποιούν βακτήρια και ξένα σώματα ως αμυντικό μηχανισμό.

Πινόκτυση

Πινοκυττάρωση συμβαίνει όταν η ουσία που πρόκειται να μεταφερθεί είναι ένα σταγονίδιο ή κυστίδιο εξωκυτταρικό υγρό, και η μεμβράνη δημιουργεί ένα κυστίδιο pinocítica στην οποία τα περιεχόμενα του κυστιδίου ή σταγονιδίων σε επεξεργασία για επιστροφή στην κυτταρική επιφάνεια.

Ενδοκυττάρωση μέσω υποδοχέα

Πρόκειται για μια διαδικασία παρόμοια με την ποντικοκυττάρωση, αλλά στην περίπτωση αυτή η διάσπαση της μεμβράνης συμβαίνει όταν ένα συγκεκριμένο μόριο (συνδετήρας) δεσμεύεται στον υποδοχέα της μεμβράνης.

Αρκετά ενδοκυτταρικά κυστίδια ενώνουν και σχηματίζουν μια μεγαλύτερη δομή που ονομάζεται ενδοσώμα, η οποία είναι όπου ο συνδέτης διαχωρίζεται από τον υποδοχέα. Στη συνέχεια, ο υποδοχέας επιστρέφει στη μεμβράνη και ο συνδέτης δεσμεύεται σε ένα λιπόσωμα στο οποίο χωνεύεται από ένζυμα.

-Εξοκύτωση

Πρόκειται για έναν τύπο κυψελοειδούς μεταφοράς στην οποία η ουσία πρέπει να ληφθεί έξω από το κελί. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η μεμβράνη του εκκριτικού κυστιδίου συνδέεται με την κυτταρική μεμβράνη και απελευθερώνει τα περιεχόμενα του κυστιδίου.

Με αυτό τον τρόπο τα κύτταρα εξαλείφουν τις συνθεμένες ουσίες ή εκείνες των αποβλήτων. Αυτός είναι επίσης ο τρόπος με τον οποίο απελευθερώνουν ορμόνες, ένζυμα ή νευροδιαβιβαστές.

Αναφορές

1. Audesirk, Τ., Audesirk, G., & Byers, Β. Ε (2003). Βιολογία: Η ζωή στη Γη. Εκπαίδευση Pearson.
2. Donnersberger, Α. Β., & Lesak, Α. Ε. (2002). Εργαστηριακό βιβλίο ανατομίας και φυσιολογίας. Editorial Paidotribo.
3. Larradagoitia, L.V. (2012). Ανατομυολογία και βασική παθολογία. Paraninfo Editorial.
4. Randall, D., Burggren, W. W., Burggren, W., French, Κ., & Eckert, R. (2002). Eqert φυσιολογία των ζώων. Macmillan.
5. Βίωσε, À. Μ. (2005). Βασικές αρχές της φυσιολογίας της σωματικής άσκησης και του αθλητισμού. Ed. Panamericana Medical.