Vận chuyển khối lượng lớn thụ động

Sau đó vận chuyển khối lượng lớn là sự khuếch tán của các chất nền qua một màng sinh học. Sự khuếch tán này diễn ra dọc theo gradient nồng độ và không cần năng lượng. Ví dụ, quá trình khuếch tán có thể bị xáo trộn trong ruột của bệnh nhân HIV.

Vận chuyển khối lượng thụ động là gì?

Các tế bào hoặc sự hình thành tế bào được ngăn cách với nhau trong cơ thể bằng màng sinh học. Nhờ cấu trúc chuyên biệt, lớp phân tách linh hoạt này cho phép vận chuyển các phân tử và thông tin cụ thể vào và ra bên trong tế bào.

Có hai phương thức vận chuyển cơ bản của các chất ra vào màng. Màng có tính thấm chọn lọc. Chúng cho phép một số chất khuếch tán trong khi chúng hoạt động như một rào cản đối với những chất khác.

Sự vận chuyển tích cực của các chất có nghĩa là màng có thể mở ra theo cách có mục tiêu cho các phân tử mà chúng thực sự không thể thấm qua do điện tích, nồng độ hoặc kích thước của chúng. Vận chuyển tích cực luôn diễn ra với việc sử dụng năng lượng. Cần phải phân biệt giữa loại vận chuyển này và loại vận chuyển chất thụ động. Không cần năng lượng trong hình thức chuyển động của vật chất qua màng tế bào. Vận chuyển thụ động được đánh đồng với các quá trình khuếch tán diễn ra dọc theo gradien nồng độ và tạo ra sự cân bằng nồng độ giữa hai mặt của màng.

Chức năng & nhiệm vụ

Trong tế bào hoặc một ngăn tế bào, có một môi trường hóa chất và tích điện nhất định cần thiết cho tế bào hoạt động. Milieu này chỉ được duy trì bởi các đặc tính của màng sinh học và tính thấm chọn lọc. Sự vận chuyển chất thụ động và chất tích cực cung cấp cho tế bào hoặc khoang tế bào một lượng chính xác với chính xác các chất cần thiết cho một môi trường có lợi.

Có hai loại vận chuyển thụ động khác nhau. Sự khuếch tán đơn giản ảnh hưởng đến các phân tử hòa tan trong lipid và xảy ra với tốc độ cực kỳ chậm. Chúng khuếch tán tự do qua màng tế bào. Hình thức vận chuyển thụ động này là hình thức tốn ít công sức nhất. Loại khuếch tán thụ động thứ hai là khuếch tán có điều kiện, do đó có thể được chia thành hai dạng phụ. Một trong những dạng phụ này là sự khuếch tán qua trung gian chất mang. Với hình thức truyền khối thụ động này, màng lấy chất nền với sự trợ giúp của cái gọi là chất mang. Chất mang là một protein được sử dụng để xác định chất mà chất nền liên kết. Vì sự khuếch tán đơn giản diễn ra với tốc độ chậm, chất mang giúp vận chuyển chất qua màng sinh học. Số lượng của tất cả các phân tử hạt tải điện là có hạn.

Vì lý do này, sự vận chuyển qua phân tử chất mang chịu ảnh hưởng của động học bão hòa. Sự vận chuyển thụ động các chất của các phân tử chất mang cũng có thể bị ức chế cạnh tranh. Khi một phân tử mang kết nối với chất nền của nó, nó sẽ thay đổi cấu trúc và sắp xếp lại cho phù hợp. Kết quả là, phân tử cơ chất được vận chuyển qua màng sinh học và chỉ được giải phóng trở lại ở phía đối diện.

Một số chất mang chỉ có thể mang một phân tử tại một thời điểm và do đó có một uniport. Các chất mang khác có các vị trí liên kết cho hai nền phân tử khác nhau và chỉ thay đổi cấu trúc khi cả hai vị trí liên kết đều bị chiếm dụng. Vì vậy, hai phân tử hoặc giao hưởng theo cùng một hướng hoặc phản ngược hướng. Không có sự phụ thuộc vào gradient điện.

Loại thứ hai của sự khuếch tán thuận lợi là qua các lỗ và các kênh. Hình thức vận chuyển này đặc biệt ảnh hưởng đến các axit amin. Trong quá trình vận chuyển ion, ví dụ, chất nền của axit amin được hấp thụ vào màng tế bào qua các lỗ rỗng. Các kênh được hình thành bởi protein. Có các vị trí liên kết đặc biệt trên các kênh chứa protein này. Sự khuếch tán thuận lợi qua các lỗ và kênh là sự vận chuyển vật chất có chọn lọc có thể bị ảnh hưởng về mặt điện và hóa học.

Hầu như tất cả các kênh chỉ được mở khi đáp ứng một số tín hiệu nhất định. Ví dụ, một kênh do phối tử kiểm soát chỉ phản ứng với một chất truyền tin chẳng hạn như hormone. Một số kênh được kiểm soát điện áp và mở ra để khuếch tán với sự thay đổi điện thế màng. Sau khi cân bằng nồng độ, các kênh đóng lại.

Bệnh tật & ốm đau

Nếu tính thấm của màng và do đó, sự vận chuyển khối lượng thụ động bị rối loạn, thì tính thấm của các ion khác nhau không còn được điều chỉnh một cách lý tưởng. Rối loạn tính thấm màng như vậy thường phát triển từ các bệnh tim mạch và đôi khi làm suy giảm cân bằng điện giải.

Đôi khi rối loạn tính thấm màng cũng do di truyền. Các protein khác nhau tạo nên màng sinh học và tạo cho nó một lớp lipid kép có thể thẩm thấu có chọn lọc. Khi các protein tham gia bị thay đổi, tính thấm của màng cũng thay đổi. Hiện tượng này xảy ra, ví dụ, ở Myotonia bẩm sinh Thomsen. Rối loạn di truyền chức năng cơ này gây ra một gen đột biến có trách nhiệm mã hóa các kênh clorua riêng lẻ trong màng sợi cơ. Do đột biến, tính thấm đối với các ion clorua bị giảm và do đó gây ra cứng cơ.

Các bệnh tự miễn cũng có thể chống lại màng sinh học, chẳng hạn như hội chứng kháng phospholipid. Hệ thống miễn dịch tấn công các protein liên kết với phospholipid của màng như một phần của bệnh. Xu hướng đông máu tăng lên cũng làm tăng nguy cơ đau tim và đột quỵ.

Các bệnh về ty thể cũng làm thay đổi tính thấm của màng. Ti thể là nhà máy cung cấp năng lượng của chính cơ thể, chúng giải phóng các gốc tự do khi tạo ra năng lượng. Những chất này bị chặn lại ở những người khỏe mạnh. Quá trình này thất bại ở những bệnh nhân bị bệnh ty thể, làm tổn thương màng và làm giảm đáng kể khả năng sản xuất năng lượng của ty thể.

Sự vận chuyển thụ động và chủ động của các chất qua màng của ruột non đặc biệt bị ảnh hưởng bởi các rối loạn như bệnh đường ruột HIV. Hiện tượng này đặc biệt ảnh hưởng đến những bệnh nhân HIV bị tiêu chảy mãn tính và có thể liên quan đến việc giảm hoạt động của các enzym ở kẽ thận.