活性溶質輸送は、生体膜を横切る基質の輸送の一形態です。 能動輸送は、 濃度 または電荷勾配であり、エネルギー消費の下で発生します。 ミトコンドリア症では、このプロセスが損なわれます。
アクティブな溶質輸送とは何ですか?
活性溶質輸送は、生体膜を横切る基質の輸送モードです。 人体では、リン脂質と二分子膜の生体膜が個々の細胞区画を分離しています。 膜の構成要素に基づいて、さまざまな生体膜が選択的な役割を果たします。 質量 輸送。 いくつかのコンパートメント間の分離層として、生体膜は本質的にすべての大部分に対して不透過性です。 . 親油性、小さく、疎水性のみ 脂質二重層を自由に拡散します。 このタイプの膜透過性は、選択透過性としても知られています。 拡散性 たとえば、ガス、 アルコール & 尿素 分子。 イオンやその他の生物活性物質は、ほとんどが親水性で、生体膜のバリアによって阻止されます。 イオンの順番で、 水 糖などの大きな粒子が拡散するため、生体膜には輸送機能があります。 タンパク質. 彼らは物質の輸送に積極的に関与しています。 生体膜を通過する輸送は、膜自体がプロセスで移動する場合、膜輸送または膜流束とも呼ばれます。 生体膜とその選択的透過性は、内部の機能プロセスを促進する細胞内の特定の細胞環境を維持します。 細胞とそのコンパートメントは、環境と通信し、選択的な 質量 そして粒子交換。 アクティブな溶質輸送などのメカニズムにより、これに基づいて膜の選択的な通過が可能になります。 能動的溶質輸送は、受動的溶質輸送および膜置換溶質輸送と区別する必要があります。
機能とタスク
生体膜を横切る物質の輸送は、能動的または受動的に起こります。 受動輸送では、分子は特定の方向にエネルギーを消費せずに膜を通過します。 濃度 または潜在的な勾配。 したがって、受動輸送は拡散の特殊な形式です。 したがって、膜輸送の助けを借りて、さらに大きな分子が膜の反対側に到達します。 タンパク質. 一方、能動輸送は、生体システムの勾配に逆らってエネルギーを消費することで起こる輸送プロセスです。 したがって、異なる分子は、化学物質に対して膜を横切って選択的に輸送できます。 濃度 勾配または電位勾配。 これは、特に荷電粒子の役割を果たします。 電荷の側面に加えて、集中の側面もエネルギーに関連しています これらの。 閉鎖系でのエントロピーの減少は、濃度勾配の増幅につながります。 この関係は、エネルギーにおいて重要な役割を果たします。 電界または静止膜電位に対する電荷輸送として。 電荷やエネルギーが気になりますが このシステムでは、生体膜が選択的に透過するため、粒子の濃度とその変化を別々に考慮する必要があります。 能動輸送のためのエネルギーは、一方では化学結合エネルギーとして、例えば ATP の加水分解の形で提供されます。 一方、電荷勾配の崩壊は駆動力となり、電気エネルギーを発生させることができる。 エネルギー供給の XNUMX 番目の可能性は、それぞれの通信システムに存在するエントロピーの増加、つまり他の場所での濃度勾配の分解に起因します。 電気勾配に逆らう輸送は、エレクトロジェニックと呼ばれます。 エネルギー源と仕事の種類に応じて、一次、二次、三次の能動輸送が区別されます。 集団移動は、能動輸送の特殊な形態です。 一次能動輸送は、ATP が消費され、無機イオンとプロトンが輸送 ATPase によって生体膜を介して細胞外に輸送されるときに発生します。 このようにして、イオンは、例えばイオンポンプの助けを借りて、低濃度側から高濃度側へと汲み上げられる。 は ナトリウム–カリウム ポンプは、人体におけるこのプロセスの最も重要なアプリケーションです。 それは正に帯電している ナトリウム ATP 消費下にあるイオンと同時に、正に帯電した カリウム これにより、ニューロンの静止電位は一定に保たれ、活動電位を生成して伝達することができます。 二次能動輸送では、粒子は電気化学勾配に沿って輸送されます。 勾配のポテンシャル エネルギーは、電気勾配または濃度勾配に対して同じ方向に第 XNUMX 基板を輸送するためのドライブとして機能します。 この能動輸送は、特に ナトリウム–グルコース のシンポート 小腸. 第 XNUMX 基質が反対方向に輸送される場合、二次能動輸送も存在する可能性があります。カルシウム ナトリウム - カルシウム交換を使用したアンチポート。 三次能動輸送は、一次能動輸送に基づく二次能動輸送によって確立された濃度勾配を使用します。 このタイプの輸送は、主にジペプチドおよびトリペプチドの輸送に役割を果たします。 小腸、これはペプチドトランスポーターによって行われます 1. グループ転位輸送 or シュガー アルコール 能動輸送の特殊な形態として、輸送物質をリン酸化によって化学的に修飾します。 ホスホエノールピルビン酸ホスホトランスフェラーゼ系は、このタイプの輸送の最も重要な例です。
疾患および障害
エネルギー代謝 また、特定のトランスポーター 酵素 とトランスポーター タンパク質 活発な代謝輸送において役割を果たす。 トランスポータータンパク質または 酵素 問題は、遺伝物質の転写における突然変異またはエラーのために、もともと生理学的に計画された形で存在しないため、活発な代謝輸送は困難な場合にのみ可能であり、極端な場合にはまったく不可能です。 のいくつかの病気 小腸たとえば、この現象に関連付けられています。 ATP の供給が妨げられる病気は、活性物質の輸送に壊滅的な影響を及ぼし、 機能障害 さまざまな臓器の. そのような病気の少数の場合にのみ、影響を受けるのは単一の臓器だけです。 ほとんどの場合、 エネルギー代謝 障害は、多くの場合、遺伝的根拠を持つ多臓器疾患です。 たとえば、すべてのミトコンドリア病では、酸化的リン酸化によるエネルギー産生に関与する酵素系が影響を受けます。 これらの障害には、特に ATP 合成酵素の破壊が含まれます。 この酵素は、最も重要な膜貫通タンパク質の XNUMX つであり、したがって、たとえば、輸送酵素としてプロトン ポンプに表示されます。 酵素の主な仕事は、ATP の合成酵素を触媒することです。 エネルギーを提供するために、ATP シンターゼは、エネルギー的に有利なプロトン輸送を、プロトン勾配に沿った ATP 形成で架橋します。 このように、ATP 合成酵素は人体で最も重要なエネルギー変換器の XNUMX つであり、ある形態のエネルギーを別の形態のエネルギーに変換することができます。 ミトコンドリア障害は、ミトコンドリアの代謝プロセスの機能不全であり、ATP 合成の低下により身体のパフォーマンスが低下します。
