El transport actiu de soluts és una forma de transport de substrats a través d’una biomembrana. El transport actiu es produeix contra un concentració o gradient de càrrega i es produeix sota el consum d'energia. En les mitocondriopaties, aquest procés es veu afectat.
Què és el transport actiu de soluts?
El transport actiu de soluts és un mode de transport de substrats a través d’una biomembrana. Al cos humà, les biomembranes fosfolípides i bicapa separen els compartiments cel·lulars individuals. Basant-se en els components de la seva membrana, les diferents biomembranes assumeixen rols actius de manera selectiva massa transport. Com a capa de separació entre diversos compartiments, la biomembrana és intrínsecament impermeable a la majoria de tots molècules. Només lipòfils, més petits i hidròfobs molècules difondre lliurement a través de la bicapa lipídica. Aquest tipus de permeabilitat de membrana afinada també es coneix com a permeabilitat selectiva. Difusible molècules inclouen, per exemple, el gas, alcohol i urea molècules. Els ions i altres substàncies biològicament actives són majoritàriament hidròfils i s’aturen per la barrera de la biomembrana. Per a ions, aigua i les partícules més grans com els sucres per difondre, la biomembrana té transport proteïnes. Participen activament en el transport de substàncies. El transport a través d’una biomembrana també s’anomena transport de membrana o flux de membrana, si la mateixa membrana es desplaça en el procés. Les biomembranes i la seva permeabilitat selectiva mantenen un entorn cel·lular específic dins de la cèl·lula que afavoreix els processos funcionals interns. Una cèl·lula i els seus compartiments es comuniquen amb el seu entorn i participen de manera selectiva massa i intercanvi de partícules. Mecanismes com el transport actiu de solut permeten el pas selectiu de membranes sobre aquesta base. S'ha de distingir el transport actiu de solut del transport de solut passiu i el transport de solut que desplaça la membrana.
Funció i tasca
El transport de substàncies a través d’una biomembrana es produeix de forma activa o passiva. En el transport passiu, les molècules passen per la membrana sense consum d'energia en la direcció d'un determinat concentració o gradient de potencial. Per tant, el transport passiu és una forma especial de difusió. Així, fins i tot molècules més grans arriben a l’altre costat de la membrana amb l’ajut del transport de la membrana proteïnes. El transport actiu, en canvi, és un procés de transport que té lloc amb el consum d’energia contra el gradient d’un biosistema. Així, es poden transportar diferents molècules de manera selectiva a través de la membrana contra la substància química concentració gradient o gradient de potencial elèctric. Això juga un paper especialment per a les partícules carregades. A més dels aspectes de càrrega, els aspectes de concentració també són rellevants per a l’energia equilibrar d'aquests. La reducció de l’entropia en un sistema tancat condueix a l’amplificació del gradient de concentració. Aquesta relació té un paper tan important en l’energia equilibrar com a transport de càrrega contra el camp elèctric o el potencial de membrana en repòs. Tot i que ens preocupa la càrrega o l’energia equilibrar al sistema, la concentració de partícules i el seu canvi s’han de considerar per separat a causa de la biomembrana selectivament permeable. L’energia per al transport actiu es proporciona d’una banda com a energia d’unió química, per exemple en forma d’hidròlisi d’ATP. D'altra banda, el desglossament del gradient de càrrega pot servir com a força motriu i, per tant, generar energia elèctrica. La tercera possibilitat de subministrament d'energia és el resultat d'un augment de l'entropia present en el sistema de comunicació respectiu i, per tant, de la descomposició d'un gradient de concentració en altres llocs. Un transport contra el gradient elèctric s’anomena electrogènic. En funció de la font d’energia i del tipus de treball, es distingeix entre transport actiu primari, secundari i terciari. La translocació en grup és una forma especial de transport actiu. El transport actiu primari es produeix quan es consumeix ATP i es transporten ions i protons inorgànics fora de la cèl·lula a través d’una biomembrana mitjançant ATPases de transport. Així, es bomba un ió, amb l'ajut d'una bomba d'ions, per exemple, des del costat més baix concentrat al més alt concentrat. El sodi-potassi La bomba és l'aplicació més important d'aquest procés en el cos humà. Bombeja amb càrrega positiva sodi ions amb consum d’ATP i bombes simultàniament carregades positivament potassi ions en una cèl·lula. Així, el potencial de repòs de les neurones es manté constant i es poden generar i transmetre potencials d’acció. En el transport actiu secundari, les partícules es transporten al llarg del gradient electroquímic. L’energia potencial del gradient serveix com un impuls per transportar un segon substrat en la mateixa direcció contra el gradient elèctric o el gradient de concentració. Aquest transport actiu té un paper específic a sodi-glucosa symport al intestí prim. Si el segon substrat es transporta en la direcció oposada, també es pot presentar un transport actiu secundari, per exemple, en sodicalci antiport mitjançant intercanviadors de sodi i calci. El transport actiu terciari utilitza un gradient de concentració establert pel transport actiu secundari basat en el transport actiu primari. Aquest tipus de transport juga un paper principalment en el transport de di i tripèptids a la intestí prim, que es fa mitjançant el transportador de pèptids 1. Transports de translocació de grup monosacàrids or sucre alcohols com a forma especial de transport actiu, modificant químicament les substàncies de transport per fosforilació. El sistema de fosfotransferasa d’àcid fosfoenolpirúvic és l’exemple més important d’aquest tipus de transport.
Malalties i trastorns
Metabolisme energètic així com transportista específic enzims i transportista proteïnes juguen un paper en el transport metabòlic actiu. Si les proteïnes transportadores o enzims en qüestió, a causa de mutacions o errors en la transcripció del material genètic, no estan presents en la seva forma inicialment fisiològicament planificada, el transport metabòlic actiu només és possible amb dificultat o, en casos extrems, en absolut. Algunes malalties del intestí prim, per exemple, s’associen a aquest fenomen. Les malalties amb alteració del subministrament d’ATP també poden tenir efectes devastadors sobre el transport i la causa de substàncies actives trastorns funcionals de diversos òrgans. Només en alguns casos d’aquestes malalties només es veu afectat un sol òrgan. En la majoria dels casos, metabolisme energètic els trastorns són malalties de diversos òrgans que sovint tenen una base genètica. En totes les mitocondriopaties, per exemple, es veu afectat el sistema enzimàtic implicat en la producció d’energia per fosforilació oxidativa. Aquests trastorns inclouen, en particular, la interrupció de l'ATP sintasa. Aquest enzim és una de les proteïnes transmembrana més importants i, per tant, apareix, per exemple, a la bomba de protons com a enzim de transport. La principal tasca de l’enzim és catalitzar la sintasa de l’ATP. Per proporcionar energia, l’ATP sintasa s’enllaça amb el transport de protons afavorit energèticament amb la formació d’ATP al llarg del gradient de protons. Per tant, l’ATP sintasa és un dels convertidors d’energia més importants del cos humà i pot convertir una forma d’energia en altres formes d’energia. Les mitocondriopaties són disfuncions dels processos metabòlics mitocondrials i redueixen el rendiment corporal a causa de la síntesi d’ATP reduïda.
