El transporte activo de solutos es una forma de transporte de sustratos a través de una biomembrana. El transporte activo se produce contra un concentración o gradiente de carga y ocurre bajo consumo de energía. En las mitocondrias, este proceso se ve afectado.
¿Qué es el transporte activo de solutos?
El transporte activo de solutos es un modo de transporte de sustratos a través de una biomembrana. En el cuerpo humano, las biomembranas de fosfolípidos y bicapas separan los compartimentos celulares individuales. Basándose en los componentes de sus membranas, las diferentes biomembranas asumen papeles activos en masa transporte. Como capa de separación entre varios compartimentos, la biomembrana es intrínsecamente impermeable a la mayoría de todos moléculas. Solo lipofílico, más pequeño e hidrofóbico moléculas difunden libremente a través de la bicapa lipídica. Este tipo de permeabilidad de membrana sintonizada también se conoce como permeabilidad selectiva. Difusible moléculas incluyen, por ejemplo, gas, alcohol y urea moléculas. Los iones y otras sustancias biológicamente activas son en su mayoría hidrófilos y son detenidos por la barrera de la biomembrana. Para los iones, agua y partículas más grandes como azúcares para difundir, la biomembrana tiene transporte proteínas. Participan activamente en el transporte de sustancias. El transporte a través de una biomembrana también se denomina transporte de membrana o flujo de membrana, si la propia membrana se desplaza en el proceso. Las biomembranas y su permeabilidad selectiva mantienen un entorno celular específico dentro de la célula que promueve los procesos funcionales internos. Una célula y sus compartimentos se comunican con su entorno y participan en actividades selectivas masa e intercambio de partículas. Mecanismos como el transporte de solutos activos permiten el paso selectivo de membranas sobre esta base. El transporte activo de solutos debe distinguirse del transporte pasivo de solutos y el transporte de solutos por desplazamiento de membrana.
Función y tarea
El transporte de sustancias a través de una biomembrana se produce de forma activa o pasiva. En el transporte pasivo, las moléculas atraviesan la membrana sin consumo de energía en la dirección de un determinado concentración o gradiente potencial. Por tanto, el transporte pasivo es una forma especial de difusión. Por lo tanto, moléculas aún más grandes llegan al otro lado de la membrana con la ayuda del transporte de la membrana. proteínas. El transporte activo, en cambio, es un proceso de transporte que se realiza con el consumo de energía contra el gradiente de un biosistema. Por lo tanto, diferentes moléculas pueden transportarse selectivamente a través de la membrana contra la sustancia química. concentración gradiente o el gradiente de potencial eléctrico. Esto juega un papel especialmente importante para las partículas cargadas. Además de los aspectos de carga, los aspectos de concentración también son relevantes para la energía. equilibrar de estos. La reducción de la entropía en un sistema cerrado conduce a la amplificación del gradiente de concentración. Esta relación juega un papel tan importante en la energía equilibrar como transporte de carga contra el campo eléctrico o el potencial de membrana en reposo. Aunque nos preocupe la carga o la energía equilibrar en el sistema, la concentración de partículas y su cambio deben considerarse por separado debido a la biomembrana selectivamente permeable. La energía para el transporte activo se proporciona, por un lado, como energía de unión química, por ejemplo, en forma de hidrólisis de ATP. Por otro lado, la ruptura del gradiente de carga puede servir como fuerza impulsora y, por lo tanto, generar energía eléctrica. La tercera posibilidad de suministro de energía resulta de un aumento de la entropía presente en el sistema de comunicación respectivo y, por tanto, de la descomposición de un gradiente de concentración en otra parte. Un transporte contra el gradiente eléctrico se llama electrogénico. Según la fuente de energía y el tipo de trabajo, se distingue entre transporte activo primario, secundario y terciario. La translocación de grupo es una forma especial de transporte activo. El transporte activo primario ocurre cuando se consume ATP y los iones y protones inorgánicos se transportan fuera de la célula a través de una biomembrana mediante ATPasas de transporte. Por tanto, se bombea un ión, con la ayuda de una bomba de iones, por ejemplo, desde el lado de menor concentración al de mayor concentración. La sodio–potasio La bomba es la aplicación más importante de este proceso en el cuerpo humano. Bombea con carga positiva sodio iones bajo consumo de ATP y simultáneamente bombea en carga positiva potasio iones en una célula. Por lo tanto, el potencial de reposo de las neuronas permanece constante y se pueden generar y transmitir potenciales de acción. En el transporte activo secundario, las partículas se transportan a lo largo del gradiente electroquímico. La energía potencial del gradiente sirve como impulso para transportar un segundo sustrato en la misma dirección contra el gradiente eléctrico o gradiente de concentración. Este transporte activo juega un papel específico en sodio–glucosa symport en el intestino delgado. Si el segundo sustrato se transporta en la dirección opuesta, el transporte activo secundario también puede estar presente, por ejemplo, en sodio-calcio antiport mediante intercambiadores sodio-calcio. El transporte activo terciario utiliza un gradiente de concentración establecido por el transporte activo secundario basado en el transporte activo primario. Este tipo de transporte juega un papel principalmente para el transporte de dipéptidos y tripéptidos en el intestino delgado, que se realiza mediante el transportador de péptidos 1. Transportes de translocación de grupo monosacáridos or azúcar alcoholes como forma especial de transporte activo, modificando químicamente las sustancias de transporte por fosforilación. El sistema fosfotransferasa del ácido fosfoenolpirúvico es el ejemplo más importante de este tipo de transporte.
Enfermedades y trastornos
Metabolismo energético así como transportador específico enzimas CRISPR-Cas y transportador proteínas juegan un papel en el transporte metabólico activo. Si las proteínas transportadoras o enzimas CRISPR-Cas en cuestión, debido a mutaciones o errores en la transcripción del material genético, no están presentes en su forma originalmente planificada fisiológicamente, entonces el transporte metabólico activo solo es posible con dificultad o, en casos extremos, no en absoluto. Algunas enfermedades del intestino delgado, por ejemplo, están asociados con este fenómeno. Las enfermedades con suministro de ATP alterado también pueden tener efectos devastadores sobre el transporte de sustancias activas y causar trastornos funcionales de varios órganos. Solo en unos pocos casos de tales enfermedades solo se afecta un órgano. En la mayoría de los casos, metabolismo energético Los trastornos son enfermedades de múltiples órganos que a menudo tienen una base genética. En todas las mitocondrias, por ejemplo, el sistema enzimático involucrado en la producción de energía por fosforilación oxidativa se ve afectado. Estos trastornos incluyen, en particular, la alteración de la ATP sintasa. Esta enzima es una de las proteínas transmembrana más importantes y, por tanto, aparece, por ejemplo, en la bomba de protones como enzima de transporte. La principal tarea de la enzima es catalizar la sintasa de ATP. Para proporcionar energía, la ATP sintasa reticula el transporte de protones energéticamente favorecido con la formación de ATP a lo largo del gradiente de protones. Por lo tanto, la ATP sintasa es uno de los convertidores de energía más importantes del cuerpo humano y puede convertir una forma de energía en otras formas de energía. Las mitocondrias son disfunciones de los procesos metabólicos mitocondriales y dan como resultado un rendimiento corporal reducido debido a la síntesis reducida de ATP.
