การขนส่งมวลชนที่ใช้งานอยู่

ของ การขนส่งมวลชนที่ใช้งานอยู่ เป็นรูปแบบหนึ่งของการขนส่งสารตั้งต้นผ่านไบโอเมมเบรน การขนส่งแบบแอ็คทีฟเกิดขึ้นกับความเข้มข้นหรือการไล่ระดับประจุไฟฟ้าและเกิดขึ้นพร้อมกับการใช้พลังงาน กระบวนการนี้ถูกรบกวนในโรคไมโตคอนเดรีย

การขนส่งมวลชนที่ใช้งานคืออะไร?

ฟอสโฟลิปิดและไบโอเมมเบรนที่แยกออกจากเซลล์แต่ละเซลล์ในร่างกายมนุษย์ เนื่องจากส่วนประกอบของเมมเบรนทำให้ biomembranes ที่แตกต่างกันมีบทบาทสำคัญในการขนส่งสารที่เลือก ในฐานะที่เป็นชั้นแยกระหว่างพื้นที่ต่างๆ biomembrane จึงไม่สามารถซึมผ่านได้โดยธรรมชาติกับโมเลกุลส่วนใหญ่ทั้งหมด มีเพียงโมเลกุลไลโปฟิลิกที่เล็กกว่าและไม่ชอบน้ำเท่านั้นที่แพร่กระจายได้อย่างอิสระผ่านทาง lipid bilayer ความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนประสานงานประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าความสามารถในการซึมผ่านแบบเลือก

โมเลกุลที่แพร่กระจายได้ ได้แก่ โมเลกุลของแก๊สแอลกอฮอล์และยูเรียไอออนและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ ส่วนใหญ่ชอบน้ำและถูกกักไว้โดยสิ่งกีดขวางทางชีวภาพ ไบโอเมมเบรนมีโปรตีนขนส่งเพื่อให้ไอออนน้ำและอนุภาคขนาดใหญ่เช่นน้ำตาลสามารถแพร่กระจายได้ คุณมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการขนส่งสาร การขนส่งผ่าน biomembrane เรียกอีกอย่างว่าการขนส่งเมมเบรนหรือการไหลของเมมเบรนหากเมมเบรนเปลี่ยนไป

Biomembranes และความสามารถในการซึมผ่านที่เลือกได้รักษาสภาพแวดล้อมของเซลล์เฉพาะภายในเซลล์ซึ่งส่งเสริมกระบวนการทำงานภายใน เซลล์และส่วนต่างๆของเซลล์สื่อสารกับสิ่งแวดล้อมและทำการแลกเปลี่ยนสารและอนุภาคแบบเฉพาะเจาะจง กลไกเช่นการขนส่งมวลชนที่ใช้งานอยู่ช่วยให้สามารถเลือกผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้บนพื้นฐานนี้ การขนส่งสารแอ็คทีฟจะแตกต่างจากการขนส่งสารแฝงและจากการขนส่งสารแทนที่เมมเบรน

ฟังก์ชันและงาน

การขนส่งสารผ่าน biomembrane เกิดขึ้นอย่างแข็งขันหรือเฉยๆ ด้วยการขนส่งแบบพาสซีฟโมเลกุลจะผ่านเมมเบรนในทิศทางของความเข้มข้นเฉพาะหรือการไล่ระดับสีที่มีศักยภาพโดยไม่ต้องใช้พลังงานใด ๆ การขนส่งแบบพาสซีฟจึงเป็นการแพร่รูปแบบพิเศษ ด้วยวิธีนี้โมเลกุลที่ใหญ่กว่าจะไปถึงอีกด้านหนึ่งของเมมเบรนด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนขนส่งเมมเบรน

ในทางตรงกันข้ามการขนส่งแบบแอคทีฟคือกระบวนการขนส่งที่ใช้พลังงานต่อต้านการไล่ระดับสีของระบบชีวภาพ โมเลกุลที่แตกต่างกันสามารถเคลื่อนย้ายได้โดยเลือกผ่านเมมเบรนกับการไล่ระดับความเข้มข้นทางเคมีหรือการไล่ระดับศักย์ไฟฟ้า สิ่งนี้สำคัญอย่างยิ่งสำหรับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า นอกเหนือจากแง่มุมของประจุแล้วความเข้มข้นยังเกี่ยวข้องกับความสมดุลของพลังงานอีกด้วย การลดลงของเอนโทรปีในระบบปิดนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการไล่ระดับความเข้มข้น ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญพอ ๆ กับความสมดุลของพลังงานเช่นเดียวกับการเคลื่อนย้ายประจุกับสนามไฟฟ้าหรือศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้ม

แม้ว่าจะเป็นคำถามเกี่ยวกับความสมดุลของประจุหรือพลังงานในระบบ แต่ความเข้มข้นของอนุภาคและการเปลี่ยนแปลงจะต้องได้รับการพิจารณาแยกกันเนื่องจากไบโอเมมเบรนที่เลือกซึมผ่านได้ พลังงานสำหรับการขนส่งแบบแอคทีฟถูกทำให้มีอยู่ในมือข้างหนึ่งเป็นพลังงานที่มีผลผูกพันทางเคมีตัวอย่างเช่นในรูปแบบของการย่อยสลายของ ATP ในทางกลับกันการลดลงของการไล่ระดับประจุไฟฟ้าสามารถใช้เป็นแรงผลักดันและทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้า ความเป็นไปได้ที่สามในการให้พลังงานเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีที่มีอยู่ในระบบการสื่อสารตามลำดับและจากการลดลงของการไล่ระดับความเข้มข้นอื่น การขนส่งกับการไล่ระดับสีไฟฟ้าเรียกว่าอิเล็กโตรจีนิก ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของพลังงานและประเภทของงานความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างการขนส่งที่ใช้งานหลักทุติยภูมิและตติยภูมิ การโยกย้ายกลุ่มเป็นรูปแบบพิเศษของการขนส่งที่ใช้งานอยู่

การขนส่งที่แอ็คทีฟส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อ ATP ถูกใช้โดยความช่วยเหลือของไอออนและโปรตอนอนินทรีย์จะถูกเคลื่อนย้ายออกจากเซลล์โดยการขนส่ง ATPases ผ่านทางไบโอเมมเบรน ตัวอย่างเช่นไอออนถูกสูบจากด้านที่มีความเข้มข้นต่ำไปยังด้านที่มีความเข้มข้นสูงกว่าด้วยความช่วยเหลือของปั๊มไอออน

ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมเป็นแอปพลิเคชันหลักของกระบวนการนี้ในร่างกายมนุษย์ ในขณะที่บริโภค ATP จะสูบโซเดียมไอออนที่มีประจุบวกและโพแทสเซียมไอออนที่มีประจุบวกเข้าสู่เซลล์ในเวลาเดียวกัน ดังนั้นศักยภาพในการพักผ่อนของเซลล์ประสาทจึงคงที่และสามารถสร้างและส่งต่อศักยภาพในการออกฤทธิ์ได้

ด้วยการขนส่งแบบแอคทีฟทุติยภูมิอนุภาคจะถูกเคลื่อนย้ายไปตามการไล่ระดับสีไฟฟ้าเคมี พลังงานศักย์ของการไล่ระดับสีทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อนในการขนส่งสารตั้งต้นที่สองไปในทิศทางเดียวกันกับการไล่ระดับสีทางไฟฟ้าหรือการไล่ระดับความเข้มข้น การขนส่งที่ใช้งานอยู่นี้มีบทบาทโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ symport ของโซเดียม - กลูโคสในลำไส้เล็ก หากสารตั้งต้นที่สองถูกเคลื่อนย้ายไปในทิศทางตรงกันข้ามก็สามารถขนส่งมวลทุติยภูมิที่ใช้งานได้เช่นในกรณีของสารป้องกันโซเดียม - แคลเซียมโดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนโซเดียม - แคลเซียม

การขนส่งแบบแอคทีฟในระดับตติยภูมิใช้การไล่ระดับความเข้มข้นที่กำหนดโดยการขนส่งที่ใช้งานทุติยภูมิตามการขนส่งที่ใช้งานเป็นหลัก การขนส่งประเภทนี้มีบทบาทหลักในการขนส่ง di- และ tripeptide ในลำไส้เล็กซึ่งดำเนินการโดยผู้ขนส่งเปปไทด์ 1. การเคลื่อนย้ายกลุ่มจะขนส่งโมโนแซ็กคาไรด์หรือแอลกอฮอล์น้ำตาลเป็นรูปแบบพิเศษของการขนส่งสารออกฤทธิ์และเปลี่ยนสารขนส่งทางเคมีผ่านฟอสโฟรีเลชัน ระบบ phosphoenolpyruvic acid phosphotransferase เป็นตัวอย่างที่สำคัญที่สุดของโหมดการขนส่งนี้

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

การเผาผลาญพลังงานเช่นเดียวกับเอนไซม์ขนส่งพิเศษและโปรตีนขนย้ายมีบทบาทในการขนส่งสาร หากโปรตีนหรือเอนไซม์ที่เป็นตัวขนส่งไม่มีอยู่ในรูปแบบที่วางแผนไว้ทางสรีรวิทยา แต่เดิมเนื่องจากการกลายพันธุ์หรือข้อผิดพลาดในการถอดความของสารพันธุกรรมการขนส่งสารที่ใช้งานอยู่จะทำได้ยากขึ้นเท่านั้นหรือในกรณีที่รุนแรงจะไม่สามารถทำได้อีกต่อไป

ตัวอย่างเช่นโรคบางอย่างของลำไส้เล็กเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์นี้ โรคที่มีการจัดหา ATP บกพร่องอาจมีผลร้ายแรงต่อการขนส่งสารที่ใช้งานอยู่และทำให้เกิดความผิดปกติในการทำงานในอวัยวะต่างๆ เฉพาะในบางกรณีของโรคดังกล่าวเป็นเพียงอวัยวะเดียวที่ได้รับผลกระทบ ความผิดปกติของการเผาผลาญพลังงานมักเป็นโรคหลายอวัยวะที่มักมีพื้นฐานทางพันธุกรรม

ในโรคไมโตคอนเดรียทั้งหมดเช่นระบบเอนไซม์ได้รับผลกระทบซึ่งเกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานผ่านฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชั่น ความผิดปกติเหล่านี้รวมถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่งการหยุดชะงักของการสังเคราะห์ ATP เอนไซม์นี้เป็นโปรตีนที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งและปรากฏเป็นเอนไซม์ขนส่งในปั๊มโปรตอน งานหลักของเอนไซม์คือการเร่งปฏิกิริยาสังเคราะห์ของ ATP เพื่อให้พลังงาน ATP synthase เชื่อมโยงการขนส่งโปรตอนที่ได้รับความนิยมอย่างมากกับการก่อตัวของ ATP ตามการไล่ระดับโปรตอน สิ่งนี้ทำให้ ATP synthase เป็นหนึ่งในตัวแปลงพลังงานที่สำคัญที่สุดในร่างกายมนุษย์และสามารถเปลี่ยนพลังงานรูปแบบหนึ่งไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้ โรคไมโตคอนเดรียเป็นความผิดปกติของกระบวนการเผาผลาญของไมโตคอนเดรียและนำไปสู่การทำงานของร่างกายลดลงเนื่องจากการสังเคราะห์ ATP ลดลง