Trong vận chuyển qua màng, các chất đi qua màng sinh học hoặc được vận chuyển tích cực qua màng. Không giống như vận chuyển tích cực, khuếch tán là con đường vận chuyển qua màng đơn giản nhất và không cần cung cấp thêm năng lượng. Rối loạn vận chuyển màng có liên quan đến nhiều loại bệnh khác nhau.
Vận chuyển qua màng là gì?
Vận chuyển qua màng là khi các chất đi qua hoặc được vận chuyển tích cực qua màng sinh học. Các màng sinh chất bao bọc khu vực chẳng hạn như tế bào chất của tế bào, tạo ra một khu vực được kiểm soát có môi trường tương đối độc lập với thế giới bên ngoài. Mô hình tế bào cụ thể bên trong tế bào chỉ có thể được thiết lập và duy trì nhờ sự che chắn từ thế giới bên ngoài. Lớp hai lớp của một màng sinh học bao gồm Phospholipid và bản thân nó chỉ thấm qua khí và nhỏ, trong hầu hết các trường hợp, không được sạc phân tử. Đối với các ion phân cực ưa nước và các chất có hoạt tính sinh học khác, lớp kép lipid tương ứng với một rào cản cần có các cơ chế vận chuyển bổ sung để vượt qua. Sự vận chuyển qua màng tương ứng với sự di chuyển của các chất qua màng sinh chất. Hai nguyên tắc khác nhau đóng một vai trò trong việc này. Nguyên tắc đầu tiên là khuếch tán hoặc thẩm thấu tự do, nguyên tắc thứ hai là chọn lọc khối lượng vận chuyển. Ngoài sự khuếch tán đơn giản, các nguyên tắc chức năng như vận chuyển thụ động theo kênh protein hoặc protein mang và vận chuyển tích cực là một phần của vận chuyển xuyên màng. Lần lượt vận chuyển chuyển vị qua màng bao gồm quá trình nội bào, xuất bào và chuyển tế bào. Vì bản thân các bộ phận của màng bị dịch chuyển trong quá trình vận chuyển dịch chuyển màng, điều này đôi khi còn được gọi là thông lượng màng. Vận chuyển qua màng hỗ trợ các chức năng của tế bào và giao tiếp của tế bào với môi trường. Chọn lọc khối lượng chuyển giao được kích hoạt bởi các cơ chế vận chuyển.
Chức năng và nhiệm vụ
Lớp lipid kép hoặc lớp lipid hai phân tử của màng sinh chất tương ứng với hàng rào giữa các ngăn chứa nước ở dạng không gian ngoại chất và tế bào chất. Giữa các ngăn, chỉ nhỏ phân tử có thể khuếch tán qua màng sinh học, chẳng hạn như A-xít a-xê-tíc ngoài nước. Đối với lớn hơn phân tử, tốc độ khuếch tán tương đối thấp. Tính thấm của màng đối với các phân tử nhỏ còn được gọi là tính bán thấm và là cơ sở của hiện tượng thẩm thấu. Theo các giả định hiện tại, bất kỳ màng sinh học nào cũng là một cấu trúc chất lỏng với các bất thường thoáng qua bên trong lớp kép lipid. Các phân tử có đặc tính kỵ nước hòa tan qua vùng màng kỵ nước do hệ số phân vùng của chúng. Thậm chí các hạt lớn hơn như steroid kích thích tố có thể đi qua màng bằng cách khuếch tán. Mặt khác, các phân tử cụ thể sử dụng vận chuyển màng cụ thể. Con đường vận chuyển được liên kết với sự vận chuyển nguyên vẹn qua màng protein được gọi là người chuyển vị. Vận chuyển cụ thể là chất nền cụ thể và có thể bão hòa. Những người vận chuyển trong con đường vận chuyển này bao gồm những người vận chuyển được chất đầy chất nền và có thể tạo ra sự thay đổi cấu trúc trong màng để đưa hàng hóa của họ vào. Bởi vì tốc độ vận chuyển tương đối cao, một kênh vận chuyển vĩnh viễn tồn tại trong mỗi màng. Màng tích phân protein với các vai trò trong vận chuyển màng thường tương ứng với cấu trúc oligomeric. Trong vận chuyển cụ thể, sự khuếch tán có xúc tác mà không cần tiêu thụ thêm năng lượng hoặc vận chuyển tích cực trong điều kiện tiêu thụ năng lượng. Sự khuếch tán xúc tác và vận chuyển tích cực cung cấp khả năng chỉ vận chuyển một hạt đơn lẻ theo hướng, hai hạt với nhau theo cùng một hướng hoặc ngược chiều. Sự khuếch tán được xúc tác bởi các protein vận chuyển màng chỉ theo sau tập trung cân bằng cùng hiện tại tập trung gradient của các chất giữa hai ngăn của tế bào. Vận chuyển tích cực luôn xảy ra chống lại tập trung dốc. Các lỗ của màng sinh học bên ngoài phục vụ sự di chuyển không đặc hiệu của các hạt ưa nước. Kênh vận chuyển thực tế của màng sinh học bao gồm các tấm β. Vận chuyển qua màng là không thể thay thế cho tất cả các chức năng cơ thể và các mô của cơ thể, chẳng hạn như hệ thần kinh và các kênh ion đo điện áp của nó.
Bệnh tật và rối loạn
Sự gián đoạn của hệ thống vận chuyển màng có thể gây ra tổn thương tế bào nghiêm trọng và thậm chí suy cơ quan. Trong ruột hoặc thận, rối loạn vận chuyển màng dẫn đến, ví dụ, rối loạn tái hấp thu và bài tiết. Ví dụ, ty thể, dẫn đến rối loạn vận chuyển màng. Trong trường hợp này, hệ thống enzyme cho phép sản xuất năng lượng bằng phương pháp phosphoryl hóa oxy hóa bị ảnh hưởng. Rối loạn tổng hợp ATP là đặc biệt đáng chú ý trong bối cảnh này. Enzyme này là một trong những protein xuyên màng quan trọng nhất, ví dụ, nó đảm nhận chức năng của một enzyme vận chuyển trong bơm proton. Trong cơ thể khỏe mạnh, enzyme xúc tác việc cung cấp ATP và cho phép vận chuyển proton có lợi năng lượng dọc theo gradient proton dưới sự hình thành ATP. Vì vậy, ATP synthase là một trong những bộ chuyển đổi năng lượng quan trọng nhất trong cơ thể con người, biến đổi dạng năng lượng này thành dạng năng lượng khác. Ti thể hiện nay là sự trục trặc của các quá trình trao đổi chất trong ty thể gây ra giảm cung cấp tổng hợp ATP và do đó làm giảm hiệu suất của cơ thể. Ngoài ra, tất cả các protein vận chuyển và enzyme cuối cùng có thể bị ảnh hưởng bởi đột biến hoặc khiếm khuyết phiên mã. Các đột biến trong vật liệu di truyền của các protein vận chuyển làm cho các protein bị ảnh hưởng hiện diện ở dạng biến đổi, làm cho hoạt động khối lượng vận chuyển khó khăn hơn. Hiện tượng này có liên quan, ví dụ, với một số bệnh của ruột non. Đổi lại, rối loạn thông lượng màng có thể liên quan đến nhiều loại bệnh. Ví dụ, quá trình nội bào thường bị cản trở trong các khối u. Nhiễm trùng hoặc các bệnh thoái hóa thần kinh cũng có thể gây ra những xáo trộn về mặt này. Bệnh thần kinh với khả năng đi lại bị suy giảm và giảm tốc độ dẫn truyền thần kinh cũng như rối loạn cảm giác là một ví dụ của các khiếu nại về thoái hóa thần kinh do suy giảm dòng chảy của màng. Ngoài ra, liên quan đến đột biến bệnh Huntington thần kinh gây rối loạn thông lượng của màng. Ngoài ra, dẫn truyền thần kinh quá trình xuất bào có thể bị suy giảm do độc tố. Suy giảm khả năng xuất bào cũng là nguyên nhân dẫn đến các bệnh chuyển hóa như xơ nang. Rối loạn chuyển hóa tế bào pinocytosis hiện cũng liên quan đến các bệnh như Alzheimer dịch bệnh. Rối loạn vận chuyển màng không chỉ có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, nhưng cuối cùng dẫn có nhiều triệu chứng khác nhau và nhiều loại bệnh khác nhau.
