능동적 질량 수송

의 능동적 대중 수송 생체막을 통한 기질 수송의 한 형태입니다. 활성 수송은 농도 또는 전하 구배에 대해 발생하며 에너지 소비와 함께 발생합니다. 이 과정은 미토콘드리아 질병에서 방해를받습니다.

능동형 질량 수송이란 무엇입니까?

인지질과 이중층 생체막은 인체에서 개별 세포 구획을 서로 분리합니다. 멤브레인 구성 요소로 인해 서로 다른 생체 멤브레인이 물질의 선택적 수송에 적극적인 역할을합니다. 여러 영역 사이의 분리 층으로서 생체막은 본질적으로 대부분의 모든 분자에 대해 불 투과성입니다. 친 유성, 더 작고 소수성 분자 만이 지질 이중층을 통해 자유롭게 확산됩니다. 이러한 유형의 조정 된 막 투과성은 선택적 투과성이라고도합니다.

확산 가능한 분자는 예를 들어 가스, 알코올 및 요소 분자를 포함한다.이온 및 기타 생물학적 활성 물질은 대부분 친수성이며 생체막의 장벽에 의해 유지됩니다. 생체막에는 이온, 물 및 설탕과 같은 더 큰 입자가 확산 될 수 있도록 수송 단백질이 있습니다. 물질 수송에 적극적으로 참여하고 있습니다. 생체막을 통한 수송은 막 자체가 이동하는 경우 막 수송 또는 막 흐름이라고도합니다.

생체막과 선택적 투과성은 세포 내부의 특정 세포 환경을 유지하여 내부 기능 과정을 촉진합니다. 세포와 그 구획은 환경과 통신하고 물질과 입자의 선택적 교환을 수행합니다. 활성 물질 수송과 같은 메커니즘은이를 기반으로 멤브레인을 선택적으로 통과 할 수 있도록합니다. 활성 물질 수송은 수동 물질 수송 및 막 대체 물질 수송과 구별되어야한다.

기능 및 작업

생체막을 통한 물질의 이동은 능동적 또는 수동적으로 발생합니다. 수동 수송을 통해 분자는 에너지를 소비하지 않고 특정 농도 또는 전위 구배 방향으로 막을 통과합니다. 따라서 수동 전송은 특별한 형태의 확산입니다. 이런 식으로 더 큰 분자는 막 수송 단백질의 도움으로 막의 다른쪽에 도달합니다.

대조적으로, 능동 수송은 생물 시스템의 기울기에 대해 에너지를 사용하는 수송 과정입니다. 다른 분자는 화학적 농도 구배 또는 전위 구배에 대해 막을 통해 선택적으로 수송 될 수 있습니다. 이것은 하전 입자에 특히 중요합니다. 전하 측면 외에도 집중 측면도 에너지 균형과 관련이 있습니다. 폐쇄 시스템에서 엔트로피가 감소하면 농도 구배가 증가합니다. 이 관계는 전기장에 대한 전하 수송 또는 휴지 막 전위만큼 에너지 균형에 중요한 역할을합니다.

시스템의 전하 또는 에너지 균형의 문제이지만 선택적으로 투과 가능한 생체막 때문에 입자 농도와 그 변화를 별도로 고려해야합니다. 능동 수송을위한 에너지는 한편으로는 화학적 결합 에너지 (예 : ATP의 가수 분해 형태)로 이용 가능합니다. 다른 한편으로, 전하 구배의 감소는 추진력으로 작용하여 전기 에너지를 생성 할 수 있습니다. 에너지 공급의 세 번째 가능성은 각 통신 시스템에 존재하는 엔트로피의 증가와 다른 농도 구배의 감소로 인한 것입니다. 전기적 구배에 대한 전송을 전기 발생이라고합니다. 에너지 원과 작업 유형에 따라 1 차, 2 차 및 3 차 활성 운송이 구분됩니다. 그룹 전좌는 특별한 형태의 능동 수송입니다.

주로 활성 수송은 ATP가 소비 될 때 발생하며, 그 도움으로 무기 이온과 양성자가 생체막을 통해 ATPase를 수송함으로써 세포 밖으로 수행됩니다. 예를 들어 이온 펌프를 사용하여 낮은 농도에서 높은 농도로 이온을 펌핑합니다.

나트륨-칼륨 펌프는 인체에서이 과정의 주요 응용 분야입니다. ATP를 소비하는 동안 양으로 하전 된 나트륨 이온과 동시에 양으로 하전 된 칼륨 이온을 세포로 펌핑합니다. 이러한 방식으로 뉴런의 휴지 전위는 일정하게 유지되고 활동 전위가 생성되고 전달 될 수 있습니다.

2 차 능동 수송을 통해 입자는 전기 화학적 구배를 따라 이동됩니다. 구배의 위치 에너지는 전기 구배 또는 농도 구배에 대해 동일한 방향으로 두 번째 기판을 수송하기위한 드라이브로 사용됩니다. 이 활성 수송은 특히 소장의 나트륨-포도당 공생에 중요한 역할을합니다. 제 2 기질이 반대 방향으로 운반되는 경우, 예를 들어 나트륨-칼슘 교환기를 사용하는 나트륨-칼슘 안티 포트의 경우 활성 2 차 질량 운반이있을 수도 있습니다.

3 차 활성 수송은 주로 활성 수송을 기반으로 2 차 활성 수송에 의해 설정된 농도 구배를 사용합니다. 이러한 유형의 수송은 펩타이드 수송 체 1에 의해 수행되는 소장에서의 디 펩타이드 및 트리 펩타이드 수송에 특히 중요합니다. 그룹 전위는 단당류 또는 당 알코올을 특별한 형태의 활성 물질 수송으로 수송하고 인산화를 통해 수송 물질을 화학적으로 변화시킵니다. phosphoenolpyruvic acid phosphotransferase 시스템은 이러한 수송 방식의 가장 중요한 예입니다.

질병 및 질병

에너지 대사와 특수 수송 효소 및 수송 단백질은 물질의 활성 수송에 중요한 역할을합니다. 문제의 수송 체 단백질 또는 효소가 유전 물질의 전사에서 돌연변이 또는 오류로 인해 원래 생리 학적으로 계획된 형태로 존재하지 않는 경우 물질의 활성 수송이 더 어렵거나 극단적 인 경우 더 이상 불가능합니다.

예를 들어, 소장의 일부 질병 이이 현상과 관련이 있습니다. ATP 공급이 손상된 질병은 또한 물질의 활성 수송에 치명적인 영향을 미치고 다양한 기관의 기능 장애를 일으킬 수 있습니다. 그러한 질병의 소수의 경우에만 단일 기관 만 영향을받습니다. 에너지 대사 장애는 대부분 유전 적 근거가있는 다기관 질환입니다.

예를 들어 모든 미토콘드리아 질병에서 산화 적 인산화를 통한 에너지 생산에 관여하는 효소 시스템이 영향을받습니다. 이러한 장애에는 특히 ATP 합성 효소의 파괴가 포함됩니다. 이 효소는 가장 중요한 막 횡단 단백질 중 하나이며, 예를 들어 양성자 펌프에서 수송 효소로 나타납니다. 효소의 주요 임무는 ATP의 합성 효소를 촉매하는 것입니다. 에너지를 제공하기 위해 ATP 합성 효소는 에너지 적으로 선호되는 양성자 수송을 양성자 구배를 따라 ATP의 형성과 연결합니다. 이것은 ATP 합성 효소를 인체에서 가장 중요한 에너지 변환기 중 하나로 만들고 한 형태의 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환 할 수 있습니다. 미토콘드리아 질병은 미토콘드리아 대사 과정의 오작동이며 ATP 합성 감소로 인해 신체 기능이 저하됩니다.