En el transport de membranes, les substàncies passen per una membrana biològica o es transporten activament a través de membranes. A diferència del transport actiu, la difusió és la via de transport de membrana més senzilla i no requereix subministrament addicional d’energia. Els trastorns del transport de membranes s’associen a diverses malalties.
Què és el transport de membranes?
El transport de membranes és quan les substàncies passen o es transporten activament a través d’una membrana biològica. Les biomembranes engloben àrees com el citoplasma de les cèl·lules, generant una regió controlada amb un entorn relativament independent al món exterior. El medi cel·lular específic dins de les cèl·lules només es pot establir i mantenir a causa de la protecció del món exterior. La bicapa d'una biomembrana està formada per fosfolípids i és per si sol permeable als gasos i és petit, en la majoria dels casos sense càrrega molècules. Per als ions polars hidròfils i altres substàncies bioactives, la bicapa lipídica correspon a una barrera que requereix mecanismes de transport addicionals per superar-los. El transport de membranes correspon al pas de substàncies a través d’una biomembrana. Hi participen dos principis diferents. El primer principi és la difusió o permeació lliure, el segon és selectiu massa transport. A més de la difusió simple, principis funcionals com el transport passiu per canal proteïnes o les proteïnes portadores i el transport actiu formen part del transport transmembrana. Al seu torn, el transport de translocació de membranes inclou endocitosi, exocitosi i transcitosi. Atès que les mateixes parts de la membrana es desplacen durant el transport de desplaçament de la membrana, a vegades també es coneix com flux de membrana. El transport de membranes admet les funcions cel·lulars i la comunicació cel·lular amb l’entorn. Selectiu massa la transferència està habilitada pels mecanismes de transport.
Funció i tasca
La bicapa lipídica o capa lipídica bimolecular d’una biomembrana correspon a una barrera entre compartiments aquosos en forma d’espai extraplàsmic i citoplasmàtic. Entre els compartiments, només petit molècules es pot difondre mitjançant una biomembrana, com àcid acètic a més de aigua. Per a més grans molècules, la velocitat de difusió és relativament baixa. La permeabilitat de les membranes per a molècules petites també s’anomena semipermeabilitat i constitueix la base de l’osmosi. Segons els supòsits actuals, qualsevol biomembrana és una estructura fluida amb irregularitats transitòries dins de la bicapa lipídica. Les molècules amb propietat hidrofòbica es dissolen a través de la regió de la membrana hidrofòbica a causa del seu coeficient de partició. Fins i tot partícules més grans com els esteroides les hormones pot passar per membranes per difusió. Les molècules específiques, en canvi, fan ús del transport de membrana específic. La via de transport està relacionada amb el transport integral de membrana proteïnes coneguts com a translocadors. El transport específic és específic del substrat i és saturable. Els translocadors d’aquesta via de transport inclouen vehicles que es carreguen amb el substrat i poden induir un canvi conformacional a la membrana per introduir la seva càrrega. A causa de les taxes de transport relativament altes, hi ha un canal de transport permanent a cada membrana. La membrana integral proteïnes amb rols en el transport de membranes solen correspondre a estructures oligomèriques. En el transport específic, hi ha difusió catalitzada sense consum d’energia addicional o transport actiu sota consum d’energia. La difusió catalitzada i el transport actiu ofereixen la possibilitat de transportar només una partícula de forma unidireccional, dues partícules juntes en la mateixa direcció o en direccions oposades. La difusió catalitzada per proteïnes de transport de membrana només segueix la concentració equilibrar al llarg del present concentració gradient de substàncies entre els dos compartiments de la cèl·lula. El transport actiu sempre es produeix contra concentració gradient. Els porus de la biomembrana externa serveixen per al pas inespecífic de partícules hidròfiles. El canal de transport real d’una biomembrana consta de làmines β. El transport de membranes és insubstituïble per a totes les funcions del cos i els teixits del cos, com ara sistema nerviós i els seus canals iònics tancats per tensió.
Malalties i trastorns
La interrupció dels sistemes de transport de membranes pot causar danys cel·lulars greus i fins i tot insuficiència d’òrgans. Dins de l’intestí o els ronyons, els trastorns del transport de la membrana comporten, per exemple, trastorns de resorció i secreció. Mitocondriopaties, per exemple, lead als trastorns del transport de membranes. En aquest cas, el sistema enzimàtic que permet la producció d’energia mitjançant la fosforilació oxidativa es veu afectat. Els trastorns de l’ATP sintasa són especialment destacables en aquest context. Aquest enzim és una de les proteïnes transmembrana més importants, que, per exemple, assumeix la funció d’un enzim de transport dins de la bomba de protons. En el cos sa, l'enzim catalitza l'aportació d'ATP i permet el transport de protons afavorits per l'energia al llarg del gradient de protons sota formació d'ATP. Per tant, l’ATP sintasa és un dels convertidors d’energia més importants de l’organisme humà, que transforma una forma d’energia en una altra. Les mitocondriopaties són ara un mal funcionament dels processos metabòlics mitocondrials que provoquen un subministrament reduït de síntesi d’ATP i, per tant, redueixen el rendiment del cos. A més, totes les proteïnes transportadores i enzims en última instància, es poden veure afectats per mutacions o defectes transcripcionals. Les mutacions en el material genètic de les proteïnes transportadores fan que les proteïnes afectades estiguin presents en una forma modificada, fent-se actives massa transport més difícil. Aquest fenomen és rellevant, per exemple, per a algunes malalties del intestí prim. Al seu torn, les alteracions del flux de membrana es poden associar a una gran varietat de malalties. Per exemple, l’endocitosi sovint s’impedeix en els tumors. Les infeccions o malalties neurogeneratives també poden provocar alteracions en aquest sentit. Les neuropaties amb disminució de la capacitat de caminar i una velocitat de conducció nerviosa reduïda, així com alteracions sensorials, són un exemple de queixes neurodegeneratives per deteriorament del flux de membrana. També, relacionada amb la mutació Malaltia de Huntington altera neurogènicament el flux de membrana. A més, neurotransmissor l'exocitosi es pot veure afectada a causa de toxines. L’exocitosi deteriorada també es basa en malalties metabòliques com fibrosi quística. Els trastorns de la pinocitosi també s’associen ara a malalties com ara La malaltia d'Alzheimer malaltia. Els trastorns del transport de membranes no només poden tenir moltes causes diferents, sinó també en última instància lead igualment a molts símptomes diferents i una gran varietat de malalties.
