受動的な大量輸送

の 受動質量輸送 生体膜を通した基質の拡散です。この拡散は濃度勾配に沿って行われ、エネルギーを必要としません。拡散プロセスは、例えば、HIV患者の腸で妨げられる可能性があります。

受動質量輸送とは何ですか？

細胞または細胞形成は、生体膜によって体内で互いに分離されています。特殊な構造のおかげで、この柔軟な分離層により、特定の分子や情報を細胞内外に輸送することができます。

物質を膜の内外に輸送するには、2つの基本的なモードがあります。膜は選択的な透過性を持っています。それらは、他の物質のバリアとして機能する一方で、いくつかの物質が拡散することを可能にします。

物質の能動輸送は、膜がそれらの電荷、濃度またはサイズのためにそれらが実際に透過性でない分子に対して標的化された方法で開くことができることを意味します。能動輸送は常にエネルギーを使用して行われます。これと受動輸送の大量輸送のタイプは区別されます。細胞膜を通過する物質のこのような移動には、エネルギーは必要ありません。受動的輸送は、濃度勾配に沿って行われ、膜の2つの側の間に濃度バランスを生成する拡散プロセスと同じです。

機能とタスク

セルまたはセルコンパートメントには、セルが機能するために必要な特定の化学環境と充電環境があります。この環境は、生体膜の特性と選択的透過性によってのみ維持されます。受動的および能動的な物質輸送は、有益な環境に必要な物質を正確に適切な量で細胞または細胞区画に供給します。

パッシブトランスポートには2つの異なるタイプがあります。単純な拡散は脂溶性分子に影響を及ぼし、非常に遅い速度で発生します。それらは細胞膜を通して自由に拡散します。この形式のパッシブトランスポートは、最も手間がかからない形式です。パッシブ拡散の2番目のタイプは、拡散促進です。これは、2つのサブフォームに分割できます。これらのサブフォームの1つは、キャリア媒介促進拡散です。この形式の受動的な物質移動では、膜はいわゆるキャリアの助けを借りて基板をピックアップします。担体は、基質が結合する物質を識別するタンパク質です。単純な拡散は遅い速度で行われるため、担体は生体膜を通過する物質の輸送を助けます。すべての担体分子の数は限られています。

このため、担体分子を介した輸送は飽和速度の影響を受けます。担体分子による物質の受動輸送もまた、競合阻害を受ける可能性がある。担体分子がその基質に結合すると、その構造が変化し、それに応じて再配置されます。その結果、基質分子は生体膜を通って輸送され、反対側でのみ再び放出されます。

一部のキャリアは一度に1つの分子しか運ぶことができないため、ユニポートを持っています。他の担体は、2つの異なる分子基質の結合部位を持ち、両方の結合部位が占有されている場合にのみコンフォメーションを変更します。 2つの分子は、同じ方向にシンポートするか、反対方向にアンチポートします。電気勾配への依存はありません。

2番目のタイプの促進拡散は、細孔とチャネルを介したものです。この輸送形態は、特にアミノ酸に影響を与えます。例えば、イオン輸送の間、アミノ酸の基質は孔を通して細胞膜に吸収されます。チャネルはタンパク質によって形成されます。これらのタンパク質含有チャネルには特別な結合部位があります。細孔およびチャネルを介した促進拡散は、電気的および化学的に影響を受ける可能性のある選択的な材料輸送です。

ほとんどすべてのチャネルは、特定の信号に応答してのみ開かれます。たとえば、リガンド制御チャネルは、ホルモンなどのメッセンジャー物質にのみ反応します。一部のチャネルは電圧制御されており、膜電位の変化により拡散に開放されています。濃度の均一化後、チャネルは再び閉じます。

病気と病気

膜透過性、したがって受動質量輸送も妨害されると、さまざまなイオンの透過性はもはや理想的に調整されなくなります。そのような膜透過性障害は、しばしば心血管疾患から発症し、時には電解質バランスを損なう。

時には膜透過性障害も遺伝性です。さまざまなタンパク質が生体膜を構築し、選択的に透過性の二重脂質層を与えます。関与するタンパク質が変化すると、膜透過性も変化します。この現象は、たとえばミオトニア先天性トムセンで発生します。この筋機能の遺伝的障害により、遺伝子が変異し、筋繊維膜の個々の塩素チャンネルをコード化します。変異により、塩化物イオンの透過性が低下し、筋肉の硬直を引き起こします。

自己免疫疾患、例えば抗リン脂質症候群なども生体膜に対して向けることができる。免疫系は、疾患の一部として膜のリン脂質結合タンパク質を攻撃します。血液が凝固する傾向が高まると、心臓発作や脳卒中のリスクも高まります。

ミトコンドリア病も膜の透過性を変化させます。ミトコンドリアは、エネルギーを生成するときにフリーラジカルを放出する身体自身のエネルギー発電所です。これらの物質は健康な人に遮断されます。このプロセスは、膜を損傷し、ミトコンドリアがエネルギーを生成する能力を大幅に低下させるミトコンドミ症の患者では失敗します。

小腸の膜を通過する物質の受動的および能動的輸送は、特にHIV腸症などの障害の影響を受けます。この現象は特に慢性下痢のHIV患者に影響を与え、内因性酵素の活性低下と関連している可能性があります。