Pasif toplu taşıma

Of the pasif toplu taşıma substratların bir biyomembran içinden difüzyonudur. Bu difüzyon, konsantrasyon gradyanı boyunca gerçekleşir ve herhangi bir enerji gerektirmez. Örneğin, HIV hastalarının bağırsaklarında difüzyon süreci bozulabilir.

Pasif toplu taşıma nedir?

Hücreler veya hücre oluşumları vücutta bir biyomembran ile birbirinden ayrılır. Özel yapıları sayesinde, bu esnek ayırıcı katman, belirli moleküllerin ve bilgilerin hücre içine ve dışına taşınmasını sağlar.

Maddeleri zarın içine ve dışına taşımanın iki temel modu vardır. Membranlar seçici bir geçirgenliğe sahiptir. Diğerleri için bariyer görevi görürken bazı maddelerin yayılmasına izin verirler.

Maddelerin aktif taşınması, zarların, yüklerinden, konsantrasyonlarından veya boyutlarından dolayı aslında geçirgen olmadıkları moleküller için hedeflenen bir şekilde açılabileceği anlamına gelir. Aktif ulaşım her zaman enerji kullanımı ile gerçekleşir. Bu ve pasif taşımanın toplu taşıma türü arasında bir ayrım yapılmalıdır. Maddenin hücre zarı boyunca bu şekilde hareket etmesi için enerjiye gerek yoktur. Pasif taşıma, konsantrasyon gradyanı boyunca gerçekleşen ve zarın iki tarafı arasında bir konsantrasyon dengesi oluşturan difüzyon süreçleriyle eşitlenecektir.

İşlev ve görev

Bir hücre veya hücre bölmesinde, hücrenin çalışması için gerekli olan belirli bir kimyasal ve şarj ortamı vardır. Bu ortam yalnızca biyomembranın özellikleri ve seçici geçirgenlik ile korunur. Pasif ve aktif madde nakli, hücreye veya hücre bölmesine tam olarak doğru miktarda faydalı bir ortam için gerekli olan maddeleri sağlar.

İki farklı pasif taşıma türü vardır. Basit difüzyon, lipitte çözünür molekülleri etkiler ve son derece yavaş bir hızda gerçekleşir. Hücre zarından serbestçe yayılırlar. Bu pasif ulaşım şekli, en az çaba sarf eden olandır. İkinci tip pasif difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyondur ve bu da iki alt forma bölünebilir. Bu alt formlardan biri, taşıyıcı aracılı kolaylaştırılmış difüzyondur. Bu pasif kütle transferi şekliyle, membran sözde bir taşıyıcı yardımıyla alt tabakayı alır. Taşıyıcı, substratın bağlandığı maddeyi tanımlayan bir proteindir. Basit difüzyon yavaş bir hızda gerçekleştiğinden, taşıyıcı maddenin biyomembran içinden taşınmasına yardımcı olur. Tüm taşıyıcı moleküllerin sayısı sınırlıdır.

Bu nedenle, bir taşıyıcı molekül yoluyla taşıma, doyma kinetiğine tabidir. Maddelerin taşıyıcı moleküller tarafından pasif taşınması da rekabetçi inhibisyona tabi olabilir. Bir taşıyıcı molekül substratına bağlandığında, konformasyonunu değiştirir ve buna göre yeniden düzenlenir. Sonuç olarak, substrat molekülü biyomembran içinden taşınır ve yalnızca karşı tarafta tekrar salınır.

Bazı taşıyıcılar bir seferde yalnızca bir molekül taşıyabilir ve bu nedenle bir tek bağlantı noktasına sahip olabilir. Diğer taşıyıcılar, iki farklı moleküler substrat için bağlanma bölgelerine sahiptir ve sadece her iki bağlanma bölgesi de dolu olduğunda konformasyonu değiştirir. İki molekül ya aynı yönde simport ya da zıt yönlerde antiporttur. Elektrik eğimine bağımlılık yoktur.

İkinci tip kolaylaştırılmış difüzyon, gözenekler ve kanallar aracılığıyladır. Bu taşıma şekli özellikle amino asitleri etkiler. Örneğin iyon taşınması sırasında amino asidin substratı, gözenekler yoluyla hücre zarına emilir. Kanallar proteinler tarafından oluşturulur. Bu protein içeren kanallar üzerinde özel bağlanma yerleri vardır. Gözenekler ve kanallar aracılığıyla kolaylaştırılmış difüzyon, elektriksel ve kimyasal olarak etkilenebilen seçici bir malzeme aktarımıdır.

Hemen hemen tüm kanallar yalnızca belirli sinyallere yanıt olarak açılır. Örneğin ligand kontrollü bir kanal, yalnızca hormon gibi haberci bir maddeye tepki verir. Bazı kanallar voltaj kontrollüdür ve membran potansiyelindeki bir değişiklikle difüzyona açıktır. Konsantrasyon eşitlemesinden sonra kanallar tekrar kapanır.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Membran geçirgenliği ve dolayısıyla pasif kütle taşınımı bozulursa, çeşitli iyonların geçirgenliği artık ideal olarak düzenlenmez. Bu tür zar geçirgenliği bozuklukları, genellikle kardiyovasküler hastalıklardan gelişir ve bazen elektrolit dengesini bozar.

Bazen zar geçirgenliği bozuklukları da kalıtsaldır. Farklı proteinler biyomembranı oluşturur ve ona seçici olarak geçirgen bir çift lipit tabakası verir. İlgili proteinler değiştiğinde, zar geçirgenliği de değişir. Bu fenomen, örneğin Myotonia congenita Thomsen'de ortaya çıkar. Kas fonksiyonunun bu genetik bozukluğu, kas lifi zarlarındaki tek tek klorür kanallarını kodlamaktan sorumlu olan bir genin mutasyona uğramasına neden olur. Mutasyona bağlı olarak, klorür iyonlarının geçirgenliği azalır ve böylece kas sertliğine neden olur.

Otoimmün hastalıklar, biyomembrana, örneğin antifosfolipid sendromuna da yönlendirilebilir. Bağışıklık sistemi, hastalığın bir parçası olarak zarın fosfolipid bağlı proteinlerine saldırır. Kanın pıhtılaşma eğiliminin artması, kalp krizi ve felç riskini de artırır.

Mitokondriyal hastalıklar da zarların geçirgenliğini değiştirir. Mitokondri, enerji üretirken serbest radikalleri serbest bırakan vücudun kendi enerji santralleridir. Bu maddeler sağlıklı insanlarda yakalanır. Bu süreç, zarlara zarar veren ve mitokondrinin enerji üretme yeteneğini büyük ölçüde azaltan mitokondiyopatili hastalarda başarısız olur.

Maddelerin ince bağırsak zarlarından pasif ve aktif taşınması, özellikle HIV enteropatisi gibi rahatsızlıklardan etkilenir. Bu fenomen özellikle kronik diyaresi olan HIV hastalarını etkiler ve interstinal enzimlerin aktivitesinin azalmasıyla ilişkilendirilebilir.