膜輸送では、物質は生体膜を通過するか、膜を介して活発に輸送されます。 能動輸送とは異なり、拡散は最も単純な膜輸送経路であり、追加のエネルギー供給を必要としません。 膜輸送の障害は、さまざまな異なる病気に関連しています。
膜輸送とは何ですか？
膜輸送とは、物質が生体膜を通過するか、生体膜を横切って活発に輸送されることです。 生体膜は細胞の細胞質などの領域を囲み、外界に対して比較的独立した環境で制御された領域を生成します。 細胞内の特定の細胞環境は、外界からのシールドのためにのみ確立および維持することができます。 生体膜の二重層は、 リン脂質 それ自体はガスのみを透過し、ほとんどの場合は帯電していない小さなものです 。 親水性極性イオンおよびその他の生物活性物質の場合、脂質二重層は、克服するために追加の輸送メカニズムを必要とする障壁に対応します。 膜輸送は、生体膜を通過する物質の通過に対応します。 これには、XNUMXつの異なる原則が関係しています。 最初の原則は拡散または自由浸透であり、XNUMX番目の原則は選択的です 質量 輸送。 単純な拡散に加えて、チャネルによる受動輸送などの機能原理 タンパク質 またはキャリアタンパク質と能動輸送は膜貫通輸送の一部です。 膜移動輸送には、エンドサイトーシス、エキソサイトーシス、およびトランスサイトーシスが含まれます。 膜部分自体が膜変位輸送中に変位するため、これは膜流束と呼ばれることもあります。 膜輸送は、細胞機能と環境との細胞通信をサポートします。 選択的 質量 転送は、トランスポートメカニズムによって有効になります。
機能とタスク
生体膜の脂質二重層または二分子脂質層は、細胞質外および細胞質空間の形で水性コンパートメント間の障壁に対応します。 コンパートメントの間、小さいだけ 次のような生体膜を介して拡散することができます に加えて 水。 大きい場合 、拡散速度は比較的低いです。 小分子の膜の透過性は半透過性とも呼ばれ、浸透の基礎を形成します。 現在の仮定によれば、生体膜は脂質二重層内に一時的な不規則性を伴う流体構造です。 疎水性の分子は、分配係数のために疎水性膜領域を介して溶解します。 ステロイドなどのさらに大きな粒子 ホルモン 拡散によって膜を通過することができます。 一方、特定の分子は特定の膜輸送を利用します。 輸送経路は内在性膜輸送に関連しています タンパク質 トランスロケーターとして知られています。 特異的輸送は基質特異的で飽和可能です。 この輸送経路のトランスロケーターには、基質がロードされ、膜のコンフォメーション変化を誘発して貨物を導入できるキャリアが含まれます。 輸送速度が比較的速いため、各膜には恒久的な輸送チャネルが存在します。 内在性膜 タンパク質 膜輸送における役割を持つと、通常、オリゴマー構造に対応します。 特定の輸送では、追加のエネルギー消費を伴わない触媒拡散またはエネルギー消費下での能動輸送が存在します。 触媒拡散と能動輸送は、単一の粒子のみを一方向に輸送する可能性を提供し、XNUMXつの粒子を同じ方向または反対方向に一緒に輸送します。 膜輸送タンパク質による触媒拡散は、 濃度 現在に沿って 濃度 セルのXNUMXつのコンパートメント間の物質の勾配。 能動輸送は常にに対して発生します 濃度 勾配。 外側の生体膜の細孔は、親水性粒子の非特異的な通過に役立ちます。 生体膜の実際の輸送チャネルは、βシートで構成されています。 膜輸送は、体のすべての機能と組織にとってかけがえのないものです。 神経系 およびその電位依存性イオンチャネル。
疾患および障害
膜輸送システムの破壊は、深刻な細胞損傷、さらには臓器不全を引き起こす可能性があります。腸または腎臓内では、膜輸送の障害は、例えば、吸収および分泌障害を引き起こします。 ミトコンドリア病、例えば、 つながる 膜輸送障害に。 この場合、酸化的リン酸化によるエネルギー生産を可能にする酵素システムが影響を受けます。 ATP合成酵素の障害は、この文脈で特に注目に値します。 この酵素は、最も重要な膜貫通タンパク質のXNUMXつであり、たとえば、プロトンポンプ内の輸送酵素の機能を担っています。 健康な体では、酵素はATPの供給を触媒し、ATP形成下のプロトン勾配に沿ったエネルギーに有利なプロトン輸送を可能にします。 したがって、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、ある形式のエネルギーを別の形式に変換します。 ミトコンドリア病は現在、ミトコンドリア代謝プロセスの機能不全であり、ATP合成の供給を低下させ、体のパフォーマンスを低下させます。 さらに、すべてのトランスポータータンパク質と 酵素 最終的には突然変異や転写欠陥の影響を受ける可能性があります。 トランスポータータンパク質の遺伝物質の変異により、影響を受けたタンパク質が修飾された形で存在し、活性化する 質量 輸送はより困難です。 この現象は、例えば、いくつかの病気に関連しています 小腸。 次に、膜流束の乱れは、多種多様な疾患に関連している可能性があります。 たとえば、エンドサイトーシスは腫瘍で妨げられることがよくあります。 感染症や神経性疾患もこの点で障害を引き起こす可能性があります。 歩行能力の低下と神経伝導速度の低下を伴う神経障害、および感覚障害は、膜の流れの障害による神経変性の愁訴の例です。 また、突然変異関連 ハンチントン病 神経学的に膜流束を破壊します。 加えて、 神経伝達物質 エキソサイトーシスは毒素が原因で損なわれる可能性があります。 エキソサイトーシスの障害は、次のような代謝性疾患の根底にもあります。 嚢胞性線維症。 飲作用の障害はまた、次のような病気に関連しています アルツハイマー 疾患。 膜輸送の障害は、多くの異なる原因があるだけでなく、最終的には つながる 多くの異なる症状と多種多様な病気に等しく。
