Pengangkutan zat terlarut aktif adalah bentuk pengangkutan substrat merentasi biomembran. Pengangkutan aktif berlaku terhadap a kepekatan atau mengecas kecerunan dan berlaku di bawah penggunaan tenaga. Pada mitokondriopati, proses ini terganggu.
Apakah pengangkutan zat terlarut aktif?
Pengangkutan zat terlarut aktif adalah mod pengangkutan substrat merentasi biomembran. Di dalam tubuh manusia, biomembran fosfolipid dan bilayer memisahkan petak sel individu. Berdasarkan komponen membrannya, biomembran yang berlainan memainkan peranan aktif secara selektif besar-besaran pengangkutan. Sebagai lapisan pemisah antara beberapa kompartemen, biomembran secara intrinsik tidak dapat ditembusi oleh kebanyakan molekul. Hanya lipofilik, lebih kecil dan hidrofobik molekul meresap secara bebas melalui lapisan dua lipid. Kebolehtelapan membran jenis ini juga dikenali sebagai kebolehtelapan selektif. Boleh difahami molekul termasuk, sebagai contoh, gas, alkohol and urea molekul. Ion dan bahan aktif biologi lain kebanyakannya bersifat hidrofilik dan dihentikan oleh penghalang biomembran. Agar ion, air dan zarah yang lebih besar seperti gula untuk meresap, biomembran mempunyai pengangkutan protein. Mereka terlibat secara aktif dalam pengangkutan bahan. Pengangkutan melalui biomembran juga disebut pengangkutan membran atau membran fluks, jika membran itu sendiri berpindah dalam proses tersebut. Biomembran dan kebolehtelapan selektifnya mengekalkan persekitaran sel tertentu di dalam sel yang mempromosikan proses fungsional dalaman. Sel dan kompartemennya berkomunikasi dengan persekitarannya dan terlibat secara selektif besar-besaran dan pertukaran zarah. Mekanisme seperti pengangkutan zat terlarut aktif membolehkan laluan membran selektif berdasarkan ini. Pengangkutan zat terlarut aktif mesti dibezakan daripada pengangkutan zat terlarut pasif dan pengangkutan zat terlarut membran.
Fungsi dan tugas
Pengangkutan bahan merentasi biomembran berlaku secara aktif atau pasif. Dalam pengangkutan pasif, molekul melewati membran tanpa penggunaan tenaga ke arah spesifik kepekatan atau kecerunan berpotensi. Oleh itu, pengangkutan pasif adalah bentuk penyebaran khas. Oleh itu, molekul yang lebih besar bahkan sampai ke sisi lain membran dengan bantuan pengangkutan membran protein. Pengangkutan aktif, sebaliknya, adalah proses pengangkutan yang berlaku dengan penggunaan tenaga terhadap kecerunan biosystem. Oleh itu, molekul yang berbeza dapat diangkut secara selektif melintasi membran terhadap bahan kimia kepekatan kecerunan atau kecerunan potensi elektrik. Ini berperanan terutamanya untuk zarah-zarah bermuatan. Selain aspek pengecasan, aspek penumpuan juga relevan untuk tenaga seimbang ini. Pengurangan entropi dalam sistem tertutup membawa kepada peningkatan kecerunan kepekatan. Hubungan ini berperanan penting dalam tenaga seimbang sebagai pengangkutan cas ke medan elektrik atau keupayaan membran rehat. Walaupun kita mementingkan muatan atau tenaga seimbang dalam sistem, kepekatan zarah dan perubahannya mesti dipertimbangkan secara berasingan kerana biomembran yang telap selektif. Tenaga untuk pengangkutan aktif disediakan di satu pihak sebagai tenaga pengikat kimia, misalnya dalam bentuk hidrolisis ATP. Sebaliknya, pemecahan kecerunan cas dapat berfungsi sebagai daya penggerak dan dengan itu menghasilkan tenaga elektrik. Kemungkinan ketiga penyediaan tenaga berlaku dari peningkatan entropi yang ada dalam sistem komunikasi masing-masing dan oleh itu dari penguraian kecerunan konsentrasi di tempat lain. Pengangkutan terhadap kecerunan elektrik disebut elektrogenik. Bergantung pada sumber tenaga dan jenis pekerjaan, perbezaan dibuat antara pengangkutan aktif primer, sekunder dan tinggi. Translokasi kumpulan adalah bentuk khas pengangkutan aktif. Pengangkutan aktif primer berlaku apabila ATP dimakan dan ion dan proton anorganik diangkut keluar dari sel melalui biomembran dengan ATPase pengangkutan. Oleh itu, ion dipam, dengan bantuan pam ion, misalnya, dari bahagian bawah pekat ke sisi pekat yang lebih tinggi. The natrium-kalium pam adalah aplikasi terpenting dalam proses ini dalam tubuh manusia. Ia mengepam secara positif natrium ion di bawah penggunaan ATP dan pada masa yang sama mengepam secara positif kalium ion ke dalam sel. Oleh itu, potensi berehat neuron tetap berterusan dan potensi tindakan dapat dihasilkan dan dihantar. Dalam pengangkutan aktif sekunder, zarah diangkut di sepanjang kecerunan elektrokimia. Tenaga berpotensi kecerunan berfungsi sebagai penggerak untuk mengangkut substrat kedua dalam arah yang sama terhadap kecerunan elektrik atau kecerunan kepekatan. Pengangkutan aktif ini berperanan secara khusus dalam natrium-glukosa symport di usus kecil. Sekiranya substrat kedua diangkut ke arah yang bertentangan, pengangkutan aktif sekunder juga mungkin ada, misalnya, dalam natrium-kalsium antiport menggunakan penukar natrium-kalsium. Pengangkutan aktif tersier menggunakan kecerunan kepekatan yang ditentukan oleh pengangkutan aktif sekunder berdasarkan pengangkutan aktif primer. Jenis pengangkutan ini berperanan terutamanya untuk pengangkutan di- dan tripeptida di usus kecil, yang dilakukan oleh pengangkut peptida 1. Pengangkut translokasi kumpulan monosakarida or gula alkohol sebagai bentuk khas pengangkutan aktif, mengubah bahan kimia secara kimia dengan fosforilasi. Sistem fosfotransferase asid phosphoenolpyruvic adalah contoh pengangkutan jenis ini yang paling penting.
Penyakit dan gangguan
Metabolisme tenaga serta pengangkut khusus enzim dan pengangkut protein berperanan dalam pengangkutan metabolik aktif. Sekiranya protein pengangkut atau enzim yang dimaksudkan, disebabkan oleh mutasi atau kesalahan dalam transkripsi bahan genetik, tidak terdapat dalam bentuk asalnya yang dirancang secara fisiologi, maka pengangkutan metabolik aktif hanya mungkin dilakukan dengan sukar atau, dalam kes yang melampau, sama sekali tidak. Beberapa penyakit usus kecil, misalnya, dikaitkan dengan fenomena ini. Penyakit dengan bekalan ATP yang terganggu juga boleh membawa kesan buruk pada pengangkutan dan penyebab bahan aktif gangguan fungsi pelbagai organ. Hanya dalam beberapa kes penyakit seperti itu hanya satu organ yang terjejas. Dalam kebanyakan kes, metabolisme tenaga gangguan adalah penyakit pelbagai organ yang sering mempunyai asas genetik. Dalam semua mitokondriopati, misalnya, sistem enzim yang terlibat dalam pengeluaran tenaga oleh fosforilasi oksidatif terjejas. Gangguan ini termasuk, khususnya, gangguan sintase ATP. Enzim ini adalah salah satu protein transmembran yang paling penting dan dengan demikian muncul, sebagai contoh, dalam pam proton sebagai enzim pengangkutan. Tugas utama enzim adalah mengkatalisis sintase ATP. Untuk membekalkan tenaga, pautan silang sintase ATP lebih menyukai pengangkutan proton dengan pembentukan ATP di sepanjang kecerunan proton. Oleh itu, ATP synthase adalah salah satu penukar tenaga yang paling penting dalam tubuh manusia dan dapat mengubah satu bentuk tenaga menjadi bentuk tenaga yang lain. Mitokondriopati adalah kerosakan proses metabolik mitokondria dan mengakibatkan penurunan prestasi badan kerana penurunan sintesis ATP.
