Hlavní rozdíl - aktivní vs pasivní doprava

Aktivní a pasivní transport jsou dvě metody, které transportují molekuly přes buněčnou membránu. Buněčná membrána je víceúčelová jednotka, která dává buňce strukturu a zároveň chrání obsah cytosolu před extracelulárním prostředím. Pohyb molekul dovnitř a ven z buňky je určen fosfolipidovou dvojvrstvou, která udržuje jemnou homeostázu buňky. Fosfolipidová dvojvrstva je polopropustná, což umožňuje některým molekulám volně procházet membránou koncentračním gradientem a některé molekuly používají speciální struktury k průchodu membránou a jiné k průchodu membránou využitím buněčné energie. The hlavní rozdíl mezi aktivním a pasivním transportem to je aktivní transport pumpuje molekuly proti koncentračnímu gradientu pomocí energie ATP zatímco pasivní transport umožňuje molekulám projít membránou koncentračním gradientem, který nevyžaduje žádnou buněčnou energii.

Tento článek se zaměřuje na

1. Co je aktivní doprava - Definice, typy, funkce, jak to funguje 2. Co je pasivní doprava - Definice, typy, funkce, jak to funguje 3. Jaký je rozdíl mezi aktivní a pasivní dopravou

Co je aktivní doprava

Aktivní transport je pohyb molekul přes membránu proti koncentračnímu gradientu za pomoci enzymů a využití buněčné energie. Je nezbytný pro akumulaci molekul jako je glukóza, aminokyseliny a ionty uvnitř buňky ve vysokých koncentracích. Lze identifikovat dva typy aktivního transportu: primární aktivní transport a sekundární aktivní transport.

Primární aktivní doprava

Během primárního aktivního transportu je přítomnost látek v extracelulární tekutině, kterou buňka vyžaduje, rozpoznána specializovanými transmembránovými proteiny na buněčné membráně, které slouží jako pumpy transportních molekul. Tyto transmembránové proteiny jsou poháněny ATP. Primární aktivní transport je nejzřetelnější v pumpě sodík/draslík (Na+/K+ ATPáza), která udržuje klidový potenciál buňky. Energie uvolněná hydrolýzou ATP se používá k čerpání tří iontů sodíku z buňky a dvou iontů draslíku do buňky. Zde jsou sodíkové ionty transportovány z nižší koncentrace 10 mM do vyšší koncentrace 145 mM. Ionty draslíku jsou transportovány ze 140 mM koncentrace uvnitř buňky do 5 mM koncentrace extracelulární tekutiny. Protonová/draselná pumpa (H+/K+ ATPáza) se nachází ve výstelce žaludku a udržuje v žaludku kyselé prostředí. Omeprazol je inhibitor protonové/draselné pumpy, který snižuje kyselý reflux uvnitř žaludku. Během oxidační fosforylace i fotofosforylace elektronového transportního řetězce použijte primární aktivní transport také k vytvoření redukční síly. Činnost sodíkové/draselné pumpy je znázorněna na obrázku 1.

Obrázek 1: Čerpadlo sodík/draslík

Sekundární aktivní doprava

Sekundární aktivní transport je poháněn elektrochemickým gradientem. Zde jsou kanály vytvářeny proteiny tvořícími póry. Se sekundárním aktivním transportem je pozorován současný pohyb jiné látky proti koncentračnímu gradientu. Kanálové proteiny zahrnuté v sekundárním aktivním transportu lze tedy identifikovat jako kotransportéry. Existují dva typy kotransportérů: antiporty a symporty. Konkrétní ion a rozpuštěná látka jsou transportovány v opačných směrech antiportery. Výměník sodík/vápník, který umožňuje obnovení koncentrace iontů vápníku v kardiomyocytech po akčním potenciálu, je nejběžnějším příkladem antiporterů. Ionty jsou transportovány koncentračním gradientem, zatímco rozpuštěná látka je transportována proti koncentračnímu gradientu pomocí symportů. Zde jsou obě molekuly transportovány stejným směrem přes buněčnou membránu. SGLT2 je symportér, který transportuje glukózu do buňky spolu se sodnými ionty. Funkce symportéru a antiportu je znázorněna na obrázku 2.

Obrázek 2: Akce Symporter a Antiporter

Co je pasivní doprava

Pasivní transport je pohyb molekul přes membránu přes koncentrační gradient bez pohybu buněčné energie pohybem. Přirozenou entropií přesouvá molekuly z vyšší koncentrace do nižší, dokud se koncentrace nevyrovná. V rovnováze pak nebude docházet k žádnému čistému pohybu molekul. Nacházejí se čtyři hlavní typy pasivního transportu: osmóza, jednoduchá difúze, usnadněná difúze a filtrace. Nazývá se jednoduchý pohyb molekul přes propustnou membránu jednoduchá difúze. Malé nepolární molekuly používají jednoduchou difúzi. Difúzní vzdálenost by měla být menší, aby byl zachován lepší průtok. Pasivní transport přes membránu je znázorněn na obrázku 3.

Obrázek 3: Pasivní doprava

Během usnadněná difúze, speciální transportní proteiny se používají k vedení pohybu polárních molekul a velkých iontů. Tyto transportní proteiny jsou glykoproteiny a jsou specifické pro konkrétní protein. GLUT4 je transportér glukózy, který transportuje glukózu z krevního oběhu do buňky. Většinou se nachází v tukových a kosterních svalech. Tři druhy transportních proteinů jsou zapojeny do usnadněné difúze: kanálové proteiny, aquaporiny a nosné proteiny. Proteiny kanálu vytvořit hydrofobní tunely přes membránu, což umožní vybraným hydrofobním molekulám projít membránou. Nějaký kanálové proteiny jsou otevřeny po celou dobu a některé jsou uzavřeny jako proteiny iontového kanálu. Aquaporiny nechte vodu rychle projít membránou. Nosné proteiny mění svůj tvar a transportují cílové molekuly přes membránu. Usnadněná difúze nosnými proteiny je znázorněna na obrázku 4.

Obrázek 4: Usnadněná difúze

Filtrace je pohyb rozpuštěných látek spolu s vodou v důsledku hydrostatického tlaku generovaného kardiovaskulárním systémem. Vyskytuje se v Bowmanově kapsli v ledvinách. Osmóza je pohyb vody přes selektivně propustnou membránu. Vyskytuje se od vysokého vodního potenciálu po nízký vodní potenciál.

Rozdíl mezi aktivní a pasivní dopravou

Definice

Aktivní transport: Aktivní transport pumpuje molekuly přes buněčnou membránu proti koncentračnímu gradientu.

Pasivní doprava: Pasivní transport umožňuje molekulám procházet buněčnou membránou koncentračním gradientem.

Využití buněčné energie

Aktivní transport: Aktivní transport využívá buněčnou energii ve formě ATP.

Pasivní doprava: Pasivní transport nevyžaduje buněčnou energii.

Druhy dopravy

Aktivní transport: Endocytóza, exocytóza, sekrece látek do krevního oběhu a pumpa sodík/draslík jsou druhy aktivního transportu.

Pasivní doprava: Difúze, usnadněná difúze a osmóza jsou typy pasivního transportu.

Role

Aktivní transport: Aktivní transport umožňuje molekulám procházet buněčnou membránou, čímž narušuje rovnováhu nastolenou difúzí.

Pasivní doprava: Dynamická rovnováha vody, živin, plynů a odpadů je udržována pasivním transportem mezi cytosolem a extracelulárním prostředím.

Přeprava částic

Aktivní transport: Aktivním transportem se transportují ionty, velké bílkoviny, komplexní cukry a také buňky.

Pasivní doprava: Molekuly rozpustné ve vodě, jako jsou malé monosacharidy, lipidy, pohlavní hormony, oxid uhličitý, kyslík a voda, jsou transportovány pasivním transportem.

Důležitost

Aktivní transport: Pro vstup velkých nerozpustných molekul do buňky je vyžadován aktivní transport.

Pasivní doprava: Pasivní transport umožňuje udržování jemné homeostázy mezi cytosolem a extracelulární tekutinou.

Závěr

Aktivní a pasivní transport jsou dva způsoby transportu molekul přes buněčnou membránu. Aktivní transport pumpuje molekuly proti koncentračnímu gradientu pomocí buněčné energie. V primárním aktivním transportu se jako energie používá ATP. Při sekundárním aktivním transportu se elektrochemický gradient používá k pohybu molekul přes membránu. Živiny se koncentrují do buňky pomocí aktivního transportu. Pasivní difúze umožňuje malým nepolárním molekulám pohyb po membráně. Vyskytuje se pouze prostřednictvím koncentračního gradientu. Proces proto nevyužívá žádnou energii. Osmóza a filtrace jsou také způsoby pasivní difúze. Hlavním rozdílem mezi aktivním a pasivním transportem jsou však jejich mechanismy transportu molekul přes membránu.

Odkaz: 1. „Pasivní transport a aktivní transport přes článek (článek) buněčné membrány.“ Chánská akademie. N.p., n.d. Web. 3. května 2017. 2. „Difúze a pasivní doprava.“ Chánská akademie. N.p., n.d. Web. 3. května 2017.

Obrázek s laskavým svolením: 1. „Schéma sodíkovo-draselné pumpy“ od LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal-Vlastní práce. Obrázek přejmenován z Image: Sodium-Potanium_pump.svg (Public Domain) přes Commons Wikimedia2. „Porters“ od Lupaska - vlastní práce, veřejná doména) prostřednictvím Commons Wikimedia3. „Obrázek 05 02 02“ od CNX OpenStax - (CC BY 4.0) prostřednictvím Commons Wikimedia4. „Blausen 0213 CellularDiffusion“ Od zaměstnanců Blausen.com (2014). „Lékařská galerie Blausen Medical 2014“. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. - Vlastní práce (CC BY 3.0) prostřednictvím Commons Wikimedia