Membránový tok je termín používaný k shrnutí všech mezibuněčných procesů hmota transport přes endomembránový systém. To zahrnuje především endo-, exo- a transcytózu, která umožňuje buňkám přijímat a uvolňovat látky vytlačováním membrány. Narušení toku membrány může způsobit smrt buněk (apoptózu).
Co je membránový tok?
Membránový tok je termín používaný k shrnutí všech mezibuněčných procesů hmota transport přes endomembránový systém. Transport látek mezi jednotlivými buňkami těla odpovídá transportu membránou. Dva hlavní procesy mezibuněčného hmota transportem jsou endocytóza a exocytóza. Při exocytóze se látky vylučují z buňky. U endocytózy jsou naopak materiály cizí buňce přijímány do buňky. S ohledem na tento cíl se buňka pohltí, čímž se látka stáhne do své buněčná membrána. Během tohoto procesu se tvoří vezikuly a vakuoly. Když se biomembrána během hromadného přenosu částečně sama dislokuje, označuje se to jako membránový tok. Membránový tok se vyskytuje v endomembránovém systému. Tento systém odpovídá souhrnu všech eukaryotických organel, mezi nimiž existuje spojení pro vezikulární transport. Kromě endoplazmatického retikula, endosomů, lysozomů a plazmatické membrány (buněčná membrána), Golgiho aparát také patří do endomembránového systému. Ze systému jsou však vyloučeny peroxisomy, mitochondriea jádro. S
o endocytóze i exocytóze lze zmínit jako transportní procesy v kontextu membránového toku. Třetí transportní cestou přenosu hmoty přes membránu je transcytóza, což je receptorem zprostředkovaný transport látky přes buněčná membrána.
Funkce a úkol
Endocytóza membránového toku (nebo hromadný transport vytlačující membránu) odpovídá invaze biomembrány. Přes invazebuňka obsahuje například kapku tekutiny, určité makromolekuly nebo velké kousky potravy. Někdy dokonce invaginuje menší buňky do své membrány. Po začlenění látky buňka odšroubuje endosom do cytoplazmy, který od nynějška patří do endomembránového systému. Okolní médium tak částečně migruje do vnitřku buňky. Endocytóza je buď fagocytóza, a proto cílí na pevné částice, nebo odpovídá pinocytóze a absorbuje se rozpuštěná molekuly. V souvislosti s membránovým tokem je také důležitá endocytóza zprostředkovaná receptory, ve které asialoglykoproteinové receptory zajišťují rozpoznávání částic a tím spouštějí absorpci do buněčného vnitřku. Tento typ membránového toku je relevantní například pro cholesterolu absorpce. Exocytózu je třeba odlišovat od endocytózy membránového hromadného transportu. V tomto procesu jsou látky transportovány z vnitřku buňky a uvolňovány do prostředí buňky. Látky přepravované tímto způsobem jsou například látky produkované samotnou buňkou. Ale nestrávitelné zbytky mohou také takto opustit buňku. Takzvaný exom nebo transportní váček se během transportního procesu spojí s membránou buňky. Z vnější strany je exom potažen lipidovou dvojvrstvou. Za normálních okolností je exocytóza spojena s endocytózou a poté se nazývá endocytóza spojená s exocytózou. Kombinace endocytózy a exocytózy brání nerušenému zvětšení buněk. Endocytóza spojená s exocytózou také šetří buňku syntézou vezikul a membrány Proteinů pro přepravní účely. Z tohoto důvodu se to často označuje jako recyklace vezikul. Třetí transportní cestou membránového toku je transcytóza, známá také jako cytopempsis. Jedná se o transport závislý na receptoru, který transportuje extracelulární materiál buňkou a odpovídá tak kombinaci exocytózy a endocytózy. Vezikul vytvořený v tomto procesu je buňkou uvolněn do sousední buňky nebo transportován do extracelulárního prostoru. Obsah vezikuly zůstává nezměněn. Tento typ transportu postihuje hlavně epiteliální buňky v plavidla a ve střevě. Receptory pro transcytózu jsou známé hlavně jako Fc receptory určité skupiny, které se nacházejí v placenta a v apikálním infantilním střevě epitel. V placenta, převážně přebírají transport mateřského IgG do dítěte.
Nemoci a nemoci
Je-li narušen transport látek membránovými transportními procesy, je to často způsobeno mutací transportu Proteinů, doprava enzymynebo zapojené receptory. S vadným transportem membrány je spojeno několik nemocí. Například nádory jsou spojeny se zhoršenou endocytózou. Totéž platí pro infekce a neurogenerativní onemocnění, jako jsou neuropatie se sníženou schopností chůze a sníženou rychlostí vedení nervů nebo smyslovými poruchami. Například endocytóza je narušena v Huntingtonova choroba. U tohoto onemocnění vyvolávají umírající nervové buňky příznaky, jako jsou poruchy hybnosti a změny charakteru. Příčinou onemocnění je mutace proteinu huntingtinu. Narušená exocytóza může mít stejně závažné následky. Například exocytóza neurotransmiterů může být narušena toxiny. Bakteriální toxiny mohou způsobit křeče nebo paralýzu tím, že brání toku membrány. Exocytóza je také ovlivněna poruchami metabolických onemocnění, jako je cystická fibróza. U tohoto onemocnění se kromě bronchiálních sekrecí stávají viskózní pankreatické a žlučové sekrece, což vede k orgánové dysfunkci. Narušená pinocytóza je nyní spojena s chorobami, jako je Alzheimerova choroba, s metabolickými poruchami, zvýšené cholesterolu úrovních a se změnami charakteru. A konečně, narušený tok membrány může také vést k vážným poruchám v gastrointestinálním traktu, a je tedy někdy spojen s gastrointestinálním onemocněním. Účinky omezení v membránovém toku jsou odpovídajícím způsobem různorodé a v nejhorším případě vedou k buněčné smrti. V souvislosti s poruchami průtoku membránou nejsou buňky často schopné absorbovat žádnou nebo jen několik životně důležitých látek a mohou stěží nebo vůbec nevylučovat nadbytečné nebo dokonce toxické látky.