Dalam pengangkutan membran, bahan melalui membran biologi atau secara aktif diangkut melalui membran. Tidak seperti pengangkutan aktif, penyebaran adalah jalan pengangkutan membran termudah dan tidak memerlukan penyediaan tenaga tambahan. Gangguan pengangkutan membran dikaitkan dengan pelbagai penyakit yang berbeza.
Apakah pengangkutan membran?
Pengangkutan membran adalah apabila zat melewati atau secara aktif diangkut membran biologi. Biomembran merangkumi kawasan seperti sitoplasma sel, menghasilkan kawasan terkawal dengan persekitaran yang relatif bebas ke dunia luar. Kawasan sel khusus di dalam sel hanya dapat dibentuk dan dikekalkan kerana pelindung dari dunia luar. Lapisan dua biomembran terdiri daripada Phospholipid dan dengan sendirinya hanya meresap ke gas dan kecil, dalam kebanyakan kes tidak dicas molekul. Untuk ion polar hidrofilik dan bahan bioaktif lain, lapisan dua lipid sesuai dengan penghalang yang memerlukan mekanisme pengangkutan tambahan untuk diatasi. Pengangkutan membran sepadan dengan laluan bahan melalui biomembran. Dua prinsip berbeza memainkan peranan dalam hal ini. Prinsip pertama ialah penyebaran atau penyerapan bebas, yang kedua adalah selektif besar-besaran pengangkutan. Sebagai tambahan kepada penyebaran sederhana, prinsip-prinsip fungsional seperti pengangkutan pasif melalui saluran protein atau protein pembawa dan pengangkutan aktif adalah sebahagian daripada pengangkutan transmembran. Pengangkutan translocating membran merangkumi endositosis, eksositosis, dan transcytosis. Oleh kerana bahagian membran itu sendiri dipindahkan semasa pengangkutan membran-perpindahan, ini kadang-kadang juga disebut sebagai fluks membran. Pengangkutan membran menyokong fungsi sel dan komunikasi sel dengan persekitaran. Selektif besar-besaran pemindahan diaktifkan oleh mekanisme pengangkutan.
Fungsi dan tugas
Lapisan lipid bilid atau lapisan bimolekul biomembran sesuai dengan penghalang antara petak berair dalam bentuk ruang ekstraplasma dan sitoplasma. Di antara petak, hanya kecil molekul boleh meresap melalui biomembran, seperti asid asetik di samping air. Untuk lebih besar molekul, kadar penyebarannya agak rendah. Kebolehtelapan membran untuk molekul kecil juga disebut kebolehtelapan separa dan membentuk asas osmosis. Menurut andaian semasa, sebarang biomembran adalah struktur bendalir dengan penyimpangan sementara dalam lapisan lipid. Molekul dengan sifat hidrofobik larut melalui kawasan membran hidrofobik kerana pekali pembahagiannya. Partikel yang lebih besar seperti steroid hormon boleh melalui membran melalui penyebaran. Molekul tertentu, sebaliknya, menggunakan pengangkutan membran tertentu. Laluan pengangkutan dihubungkan dengan pengangkutan membran integral protein dikenali sebagai penerjemah. Pengangkutan khusus adalah substrat khusus dan tepu. Penterjemah dalam laluan pengangkutan ini termasuk pembawa yang dimuatkan dengan substrat dan dapat menyebabkan perubahan konformasi pada membran untuk memperkenalkan kargo mereka. Kerana kadar pengangkutan yang agak tinggi, saluran pengangkutan tetap ada di setiap membran. Membran integral protein dengan peranan dalam pengangkutan membran biasanya sesuai dengan struktur oligomer. Dalam pengangkutan khusus, penyebaran pemangkin tanpa penggunaan tenaga tambahan atau pengangkutan aktif di bawah penggunaan tenaga ada. Penyebaran pemangkin dan pengangkutan aktif menawarkan kemungkinan mengangkut hanya satu zarah secara tidak langsung, dua zarah bersama dalam arah yang sama atau pada arah yang bertentangan. Penyebaran pemangkin oleh protein pengangkutan membran hanya mengikuti kepekatan seimbang sepanjang masa ini kepekatan kecerunan zat antara dua petak sel. Pengangkutan aktif selalu berlaku terhadap kepekatan kecerunan. Pori-pori biomembran luar berfungsi melancarkan zarah hidrofilik yang tidak spesifik. Saluran pengangkutan sebenar biomembran terdiri daripada β-kepingan. Pengangkutan membran tidak dapat diganti untuk semua fungsi dan tisu badan, seperti sistem saraf dan saluran ion berpagar voltan.
Penyakit dan gangguan
Gangguan sistem pengangkutan membran boleh menyebabkan kerosakan sel yang teruk dan bahkan kegagalan organ. Di dalam usus atau buah pinggang, gangguan pengangkutan membran mengakibatkan, misalnya, penyerapan dan gangguan rembesan. Mitokondriopati, sebagai contoh, membawa kepada gangguan pengangkutan membran. Dalam kes ini, sistem enzim yang membolehkan pengeluaran tenaga melalui fosforilasi oksidatif terjejas. Gangguan sintase ATP amat diperhatikan dalam konteks ini. Enzim ini adalah salah satu protein transmembran yang paling penting, yang, misalnya, menganggap fungsi enzim pengangkutan di dalam pam proton. Dalam tubuh yang sihat, enzim memangkinkan penyediaan ATP dan memungkinkan pengangkutan proton yang disukai tenaga di sepanjang kecerunan proton di bawah pembentukan ATP. Oleh itu, synthase ATP adalah salah satu penukar tenaga yang paling penting dalam organisma manusia, mengubah satu bentuk tenaga menjadi bentuk yang lain. Mitokondriopati kini tidak berfungsi dengan baik proses metabolik mitokondria yang menyebabkan pengurangan bekalan sintesis ATP dan dengan itu mengurangkan prestasi badan. Di samping itu, semua protein transporter dan enzim akhirnya boleh dipengaruhi oleh mutasi atau kecacatan transkrip. Mutasi dalam bahan genetik protein transporter menyebabkan protein yang terjejas hadir dalam bentuk yang diubah, menjadikannya aktif besar-besaran pengangkutan lebih sukar. Fenomena ini relevan, misalnya, untuk beberapa penyakit usus kecil. Sebaliknya, gangguan aliran darah membran boleh dikaitkan dengan pelbagai jenis penyakit. Sebagai contoh, endositosis sering terhambat pada tumor. Jangkitan atau penyakit neurogeneratif juga boleh menyebabkan gangguan dalam hal ini. Neuropati dengan kemampuan berjalan yang terganggu dan kelajuan pengaliran saraf yang berkurang serta gangguan deria adalah contoh aduan neurodegeneratif kerana gangguan aliran membran. Juga, berkaitan dengan mutasi Penyakit Huntington secara neurogenik mengganggu fluks membran. Sebagai tambahan, neurotransmitter eksositosis mungkin terganggu kerana toksin. Exositosis terjejas juga mendasari penyakit metabolik seperti Sistik Fibrosis. Gangguan pinositosis juga sekarang dikaitkan dengan penyakit seperti Alzheimer penyakit. Gangguan pengangkutan membran bukan sahaja boleh menyebabkan pelbagai sebab, tetapi akhirnya membawa sama dengan pelbagai gejala dan pelbagai jenis penyakit.
