Sau đó vận tải hàng loạt tích cực là hình thức vận chuyển giá thể qua màng sinh học. Sự vận chuyển tích cực diễn ra dựa trên nồng độ hoặc gradien điện tích và diễn ra cùng với sự tiêu thụ năng lượng. Trong bệnh ti thể, quá trình này bị rối loạn.
Vận tải khối lượng tích cực là gì?
Các phospholipid và các màng sinh học hai lớp phân tách các ngăn tế bào riêng lẻ trong cơ thể người. Do các thành phần màng của chúng, các màng sinh học khác nhau đảm nhận các vai trò tích cực trong việc vận chuyển chọn lọc các chất. Là một lớp ngăn cách giữa một số khu vực, màng sinh học vốn dĩ không thấm nước đối với phần lớn tất cả các phân tử. Chỉ những phân tử ưa béo, nhỏ hơn và kỵ nước mới khuếch tán tự do qua lớp lipid kép. Kiểu thấm phối hợp màng này còn được gọi là tính thấm chọn lọc.
Các phân tử khuếch tán bao gồm, ví dụ, phân tử khí, rượu và urê. Các ion và các chất có hoạt tính sinh học khác chủ yếu là ưa nước và được giữ bởi hàng rào của màng sinh học. Màng sinh học có các protein vận chuyển để các ion, nước và các phần tử lớn hơn như đường có thể khuếch tán. Bạn đang tích cực tham gia vào việc vận chuyển các chất. Vận chuyển qua màng sinh chất còn được gọi là vận chuyển qua màng hoặc dòng chảy của màng, nếu màng tự dịch chuyển.
Các màng sinh chất và tính thấm chọn lọc của chúng duy trì một môi trường tế bào cụ thể bên trong tế bào, giúp thúc đẩy các quá trình chức năng bên trong. Tế bào và các ngăn của nó giao tiếp với môi trường của chúng và thực hiện trao đổi chọn lọc các chất và hạt. Các cơ chế như vận chuyển chất tích cực cho phép đi qua màng có chọn lọc trên cơ sở này. Vận chuyển chất tích cực được phân biệt với vận chuyển chất thụ động và vận chuyển chất qua màng.
Chức năng & nhiệm vụ
Sự vận chuyển các chất qua màng sinh chất diễn ra một cách chủ động hay thụ động. Với sự vận chuyển thụ động, các phân tử đi qua màng theo hướng của một nồng độ cụ thể hoặc gradien thế năng mà không tiêu thụ bất kỳ năng lượng nào. Do đó, vận chuyển thụ động là một hình thức khuếch tán đặc biệt. Bằng cách này, các phân tử thậm chí lớn hơn đi đến phía bên kia của màng với sự trợ giúp của các protein vận chuyển màng.
Mặt khác, vận chuyển tích cực là một quá trình vận chuyển sử dụng năng lượng chống lại gradient của một hệ thống sinh học. Các phân tử khác nhau có thể được vận chuyển một cách chọn lọc qua màng chống lại gradien nồng độ hóa học hoặc gradien điện thế. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hạt mang điện. Ngoài khía cạnh điện tích, khía cạnh tập trung cũng có liên quan đến sự cân bằng năng lượng của chúng. Sự giảm entropi trong một hệ thống kín dẫn đến tăng gradien nồng độ.Mối quan hệ này cũng quan trọng đối với sự cân bằng năng lượng như sự vận chuyển điện tích chống lại điện trường hoặc điện thế màng nghỉ.
Mặc dù đó là một câu hỏi về sự cân bằng điện tích hoặc năng lượng trong hệ thống, nồng độ hạt và sự thay đổi của nó phải được xem xét riêng biệt vì màng sinh học có tính thấm chọn lọc. Năng lượng cho quá trình vận chuyển tích cực được tạo ra một mặt dưới dạng năng lượng liên kết hóa học, ví dụ dưới dạng thủy phân ATP. Mặt khác, sự giảm của gradient điện tích có thể đóng vai trò như một động lực và do đó tạo ra năng lượng điện. Khả năng cung cấp năng lượng thứ ba là kết quả của sự gia tăng entropi có trong hệ thống truyền thông tương ứng và do đó từ việc giảm một gradien nồng độ khác. Sự vận chuyển chống lại gradien điện được gọi là điện sinh. Tùy thuộc vào nguồn năng lượng và loại công việc, sự phân biệt giữa vận chuyển tích cực sơ cấp, thứ cấp và thứ ba. Chuyển nhóm là một hình thức vận chuyển tích cực đặc biệt.
Sự vận chuyển chủ động chủ yếu xảy ra khi ATP được tiêu thụ, với sự trợ giúp của các ion và proton vô cơ được thực hiện ra khỏi tế bào bằng cách vận chuyển ATPase qua màng sinh học. Ví dụ, một ion được bơm từ phía có nồng độ thấp hơn đến phía có nồng độ cao hơn với sự hỗ trợ của máy bơm ion.
Bơm natri-kali là ứng dụng chính của quá trình này trong cơ thể con người. Trong khi tiêu thụ ATP, nó bơm ra các ion natri tích điện dương và đồng thời các ion kali tích điện dương vào tế bào. Do đó, điện thế nghỉ của tế bào thần kinh không đổi và điện thế hoạt động có thể được tạo ra và truyền đi.
Với sự vận chuyển tích cực thứ cấp, các hạt được vận chuyển dọc theo gradien điện hóa. Thế năng của gradient được sử dụng như một động lực để vận chuyển chất nền thứ hai theo cùng một hướng so với gradien điện hoặc gradien nồng độ. Sự vận chuyển tích cực này đóng một vai trò đặc biệt đối với mối liên hệ natri-glucose trong ruột non. Nếu chất nền thứ hai được vận chuyển theo hướng ngược lại, thì cũng có thể có sự vận chuyển khối lượng thứ cấp tích cực, ví dụ như trong trường hợp chất phản natri-canxi sử dụng chất trao đổi natri-canxi.
Vận chuyển tích cực cấp ba sử dụng một gradien nồng độ được thiết lập bởi vận chuyển tích cực thứ cấp dựa trên vận chuyển tích cực chủ yếu. Loại vận chuyển này đặc biệt quan trọng đối với sự vận chuyển di- và tripeptit trong ruột non, được thực hiện bởi chất vận chuyển peptit 1. Chuyển vị nhóm vận chuyển monosaccharide hoặc rượu đường là một dạng vận chuyển hoạt chất đặc biệt và thay đổi các chất vận chuyển về mặt hóa học thông qua quá trình phosphoryl hóa. Hệ thống phosphoenolpyruvic acid phosphotransferase là ví dụ quan trọng nhất của phương thức vận chuyển này.
Bệnh tật & ốm đau
Cả quá trình chuyển hóa năng lượng và các enzim vận chuyển đặc biệt và prôtêin vận chuyển đều có vai trò trong quá trình vận chuyển tích cực các chất. Nếu các protein hoặc enzym vận chuyển được đề cập không có ở dạng dự kiến sinh lý ban đầu do đột biến hoặc sai sót trong quá trình phiên mã của vật liệu di truyền, thì việc vận chuyển chất hoạt động chỉ khó khăn hơn hoặc trong những trường hợp cực đoan, không còn có thể thực hiện được nữa.
Ví dụ, một số bệnh của ruột non có liên quan đến hiện tượng này. Các bệnh có nguồn cung cấp ATP bị suy giảm cũng có thể có tác động tàn phá đến sự vận chuyển tích cực của các chất và gây ra các rối loạn chức năng ở các cơ quan khác nhau. Chỉ trong một số trường hợp bệnh như vậy chỉ bị ảnh hưởng một cơ quan. Rối loạn chuyển hóa năng lượng thường là bệnh đa cơ quan thường có cơ sở di truyền.
Ví dụ, trong tất cả các bệnh liên quan đến ty lạp thể, hệ thống enzym bị ảnh hưởng, có liên quan đến việc sản xuất năng lượng thông qua quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Đặc biệt, những rối loạn này bao gồm sự gián đoạn của ATP synthase. Enzyme này là một trong những protein xuyên màng quan trọng nhất và xuất hiện, ví dụ, xuất hiện trong bơm proton như một enzyme vận chuyển. Nhiệm vụ chính của enzyme là xúc tác cho quá trình tổng hợp ATP. Để cung cấp năng lượng, ATP synthase liên kết việc vận chuyển proton có lợi về mặt năng lượng với sự hình thành ATP dọc theo gradient proton. Điều này làm cho ATP synthase trở thành một trong những bộ chuyển đổi năng lượng quan trọng nhất trong cơ thể con người và có thể biến đổi một dạng năng lượng này thành các dạng năng lượng khác. Các bệnh về ty thể là sự trục trặc của quá trình trao đổi chất của ty thể và dẫn đến giảm hiệu suất của cơ thể do giảm tổng hợp ATP.
.jpg)
