膜运输:功能,作用与疾病

在膜运输中,物质穿过生物膜或通过膜主动运输。 与主动运输不同,扩散是最简单的膜运输途径,不需要额外的能量提供。 膜运输障碍与多种不同的疾病有关。

什么是膜运输?

膜运输是指物质通过生物膜或通过生物膜主动运输。 生物膜包围着诸如细胞的细胞质之类的区域,从而产生了一个具有相对独立于外界环境的受控区域。 由于与外界隔绝,只能建立和维持细胞内部特定的细胞环境。 生物膜的双层由 磷脂 并且本身仅能渗透气体,并且在大多数情况下是不带电荷的小颗粒 分子。 对于亲水性极性离子和其他生物活性物质,脂质双层对应于一个屏障,该屏障需要其他运输机制才能克服。 膜运输对应于物质通过生物膜的通过。 两种不同的原理在其中起作用。 第一个原则是扩散或自由渗透,第二个原则是选择性 质量 运输。 除了简单的扩散外,功能原理(例如通过通道进行被动传输) 蛋白质 或载体蛋白和主动转运是跨膜转运的一部分。 膜易位转运又包括内吞,胞吐和转胞吞作用。 由于膜部分本身在膜移位运输过程中发生位移,因此有时也称为膜通量。 膜运输支持细胞功能以及细胞与环境的通信。 可选择的 质量 传输通过传输机制实现。

功能与任务

生物膜的脂质双分子层或双分子脂质层对应于细胞外室和细胞质空间形式的水室之间的屏障。 在隔室之间,只有很小的 分子 可以通过生物膜扩散,例如 醋酸 此外 。 对于更大的 分子,扩散率比较低。 膜对小分子的渗透性也称为半渗透性,是渗透的基础。 根据目前的假设,任何生物膜都是在脂质双层内具有瞬时不规则性的流体结构。 具有疏水特性的分子由于其分配系数而通过疏水膜区域溶解。 甚至更大的颗粒,例如类固醇 激素 可以通过扩散穿过膜。 另一方面,特定分子利用特定的膜转运。 转运途径与整体膜转运有关 蛋白质 被称为移位器。 特定传输是底物特定且可饱和的。 该运输途径中的转运子包括载有底物的载体,并且可以在膜中引起构象变化以引入其货物。 由于较高的传输速率,每个膜中都存在一个永久的传输通道。 整体膜 蛋白质 在膜运输中起作用的分子通常对应于寡聚结构。 在特定的运输中,存在催化扩散而不消耗额外的能量或在能量消耗下的主动运输。 催化的扩散和主动传输提供了仅将单个粒子单向传输的可能性,两个粒子在相同方向或相反方向上一起传输的可能性。 膜转运蛋白催化的扩散仅遵循 浓度 平衡 沿现在 浓度 电池两个隔室之间物质的梯度。 主动传输总是针对 浓度 坡度。 外部生物膜的孔用于亲水性颗粒的非特异性通过。 生物膜的实际转运通道由β-折叠组成。 膜运输对于人体的所有身体功能和组织都是不可替代的,例如 神经系统 及其电压门控离子通道

疾病与失调

膜运输系统的破坏会导致严重的细胞损伤甚至器官衰竭。在肠或肾脏中,膜运输障碍会导致例如吸收和分泌障碍。 例如,线粒体病 膜运输障碍。 在这种情况下,会影响通过氧化磷酸化产生能量的酶系统。 在这种情况下,ATP合酶的异常特别值得注意。 该酶是最重要的跨膜蛋白之一,例如,它承担质子泵中转运酶的功能。 在健康的身体中,该酶催化ATP的提供,并在ATP形成时沿着质子梯度实现能量优先的质子运输。 因此,ATP合酶是人类有机体中最重要的能量转化器之一,它将一种能量形式转化为另一种能量形式。 线粒体病现在是线粒体代谢过程的机能障碍,会导致ATP合成的供应减少,从而降低人体的机能。 此外,所有转运蛋白和 最终可能会受到突变或转录缺陷的影响。 转运蛋白蛋白质遗传物质的突变会导致受影响的蛋白质以修饰形式存在,从而使其具有活性 质量 运输比较困难。 例如,这种现象与某些疾病有关。 小肠。 反过来,膜通量的紊乱可能与多种疾病有关。 例如,内吞作用通常在肿瘤中受到阻碍。 感染或神经发生性疾病也可能在这方面引起干扰。 行走能力受损,神经传导速度降低以及感觉障碍的神经病是由于膜流受损引起的神经退行性疾病的一个例子。 另外,与突变有关 亨廷顿氏病 神经源性地破坏膜通量。 此外, 神经递质 胞吐作用可能由于毒素而受损。 胞吐功能障碍还可能是代谢疾病的基础,例如 囊性纤维化。 胞饮病的疾病现在也与疾病有关,例如 阿尔茨海默氏症 疾病。 膜运输障碍不仅可能有许多不同的原因,而且最终 同样适用于许多不同的症状和多种疾病。