Aktivní transport rozpuštěných látek je forma transportu substrátů přes biomembránu. K aktivnímu přenosu dochází proti koncentrace nebo gradient nabíjení a dochází při spotřebě energie. U mitochondrií je tento proces narušen.
Co je aktivní transport rozpuštěných látek?
Aktivní transport rozpuštěných látek je způsob transportu substrátů přes biomembránu. V lidském těle oddělují jednotlivé buněčné oddíly fosfolipidové a dvouvrstvé biomembrány. Na základě svých membránových složek přebírají různé biomembrány aktivní roli v selektivním hmota doprava. Jako separační vrstva mezi několika oddíly je biomembrána pro většinu ze své podstaty nepropustná molekuly. Pouze lipofilní, menší a hydrofobní molekuly volně difundovat přes lipidovou dvojvrstvu. Tento typ vyladěné membránové propustnosti je také známý jako selektivní propustnost. Difuzní molekuly zahrnují například plyn, alkohol a močovina molekuly. Iony a další biologicky aktivní látky jsou většinou hydrofilní a jsou zastaveny bariérou biomembrány. Aby ionty, voda a větší částice, jako jsou cukry k difúzi, má biomembrána transport Proteinů. Aktivně se podílejí na přepravě látek. Transport biomembránou se také nazývá transport membrány nebo membránový tok, pokud je membrána v procesu přemístěna. Biomembrány a jejich selektivní permeabilita udržují specifické buněčné prostředí uvnitř buňky, které podporuje vnitřní funkční procesy. Buňka a její oddíly komunikují se svým prostředím a selektivně se zapojují hmota a výměna částic. Mechanismy, jako je transport aktivní látky, umožňují na tomto základě selektivní průchod membránami. Aktivní transport rozpuštěných látek je třeba odlišit od pasivního transportu rozpuštěných látek a transportu rozpuštěných látek s membránovým posunem.
Funkce a úkol
K transportu látek přes biomembránu dochází aktivně nebo pasivně. V pasivním transportu molekuly procházejí membránou bez spotřeby energie ve směru konkrétního koncentrace nebo potenciální gradient. Pasivní transport je tedy speciální formou difúze. Ještě větší molekuly se tak pomocí membránového transportu dostanou na druhou stranu membrány Proteinů. Aktivní doprava je na druhé straně transportní proces, který probíhá se spotřebou energie proti gradientu biosystému. Různé molekuly tak mohou být selektivně transportovány přes membránu proti chemikálii koncentrace gradient nebo gradient elektrického potenciálu. To hraje roli zejména u nabitých částic. Kromě aspektů náboje jsou pro energii relevantní také aspekty koncentrace vyvážit z nich. Snížení entropie v uzavřeném systému vede k zesílení koncentračního gradientu. Tento vztah hraje v energii stejně důležitou roli vyvážit jako transport náboje proti elektrickému poli nebo potenciálu klidové membrány. I když nám jde o náboj nebo energii vyvážit v systému musí být koncentrace částic a jejich změna zvažována samostatně kvůli selektivně propustné biomembráně. Energie pro aktivní transport je poskytována na jedné straně jako chemická vazebná energie, například ve formě hydrolýzy ATP. Na druhou stranu, rozpad gradientu náboje může sloužit jako hnací síla a tím generovat elektrickou energii. Třetí možnost zásobování energií vyplývá ze zvýšení entropie přítomné v příslušném komunikačním systému, a tedy z rozkladu koncentračního gradientu jinde. Transport proti elektrickému gradientu se nazývá elektrogenní. V závislosti na zdroji energie a typu práce se rozlišuje mezi primární, sekundární a terciární aktivní dopravou. Skupinová translokace je speciální forma aktivního transportu. Primární aktivní transport nastává, když je ATP spotřebován a anorganické ionty a protony jsou transportovány z buňky biomembránou transportními ATPázami. Ion je tak čerpán pomocí iontové pumpy například z méně koncentrované strany na vyšší koncentrovanou stranu. The sodík-draslík čerpadlo je nejdůležitější aplikací tohoto procesu v lidském těle. Čerpá kladně nabitý sodík ionty při spotřebě ATP a současně čerpají kladně nabité draslík ionty do buňky. Klidový potenciál neuronů tak zůstává konstantní a mohou být generovány a přenášeny akční potenciály. Při sekundárním aktivním transportu jsou částice transportovány podél elektrochemického gradientu. Potenciální energie gradientu slouží jako pohon pro transport druhého substrátu ve stejném směru proti elektrickému gradientu nebo gradientu koncentrace. Tento aktivní transport hraje roli konkrétně v sodík-glukóza symport v tenké střevo. Pokud je druhý substrát transportován v opačném směru, může být také přítomen sekundární aktivní transport, například v sodíkuvápník antiport využívající sodíko-vápenaté výměníky. Terciární aktivní transport používá koncentrační gradient stanovený sekundárním aktivním transportem na základě primárního aktivního transportu. Tento typ dopravy hraje roli hlavně pro dopravu di- a tripeptidů v EU tenké střevo, který se provádí peptidovým transportérem 1. Skupinové translokační transporty monosacharidy or cukr alkoholy jako speciální forma aktivního transportu, chemicky modifikující transportní látky fosforylací. Systém fosfoenolpyrohroznové kyseliny fosfotransferázy je nejdůležitějším příkladem tohoto typu transportu.
Nemoci a poruchy
Energetický metabolismus stejně jako konkrétní transportér enzymy a transportér Proteinů hrají roli v aktivním metabolickém transportu. Pokud jsou transportní proteiny nebo enzymy vzhledem k tomu, že mutace nebo chyby v transkripci genetického materiálu nejsou přítomny ve své původně fyziologicky plánované formě, je aktivní metabolický transport možný pouze s obtížemi nebo v extrémních případech vůbec. Některé nemoci tenké střevojsou například spojeny s tímto jevem. Nemoci s narušeným přísunem ATP mohou mít také devastující účinky na transport a příčinu účinné látky funkční poruchy různých orgánů. Pouze v několika případech těchto onemocnění je postižen pouze jeden orgán. Většinou, energetický metabolismus poruchy jsou multiorgánová onemocnění, která mají často genetický základ. Například u všech mitochondriálních cest je ovlivněn enzymový systém podílející se na výrobě energie oxidační fosforylací. Mezi tyto poruchy patří zejména narušení ATP syntázy. Tento enzym je jedním z nejdůležitějších transmembránových proteinů a objevuje se tak například v protonové pumpě jako transportní enzym. Hlavním úkolem enzymu je katalyzovat syntázu ATP. Aby poskytla energii, ATP syntáza zesíťuje energeticky příznivý transport protonů s tvorbou ATP podél protonového gradientu. ATP syntáza je tedy jedním z nejdůležitějších převaděčů energie v lidském těle a může přeměňovat jednu formu energie na jiné formy energie. Mitochondriopatie jsou poruchy mitochondriálních metabolických procesů, které mají za následek snížený výkon těla v důsledku snížené syntézy ATP.
