ההבדל העיקרי - הובלה אקטיבית מול פאסיבית

הובלה פעילה ופסיבית הן שתי שיטות המובילות מולקולות לרוחב קרום התא. קרום התא הוא יחידה מרובת משימות הנותנת מבנה לתא תוך הגנה על התוכן הציטוזולי מהסביבה החוץ-תאית. תנועת המולקולות פנימה והחוצה מהתא נקבעת על ידי שכבת הפוספוליפידים השומרת על הומאוסטזיס עדין של התא. דו שכבת הפוספוליפידים היא חדירה למחצה, ומאפשרת למולקולות מסוימות להעביר את הממברנה באופן חופשי דרך שיפוע ריכוז וכמה מולקולות להשתמש במבנים מיוחדים על מנת לעבור את הממברנה ואחרים לעבור את הממברנה על ידי ניצול אנרגיה תאית. ה ההבדל העיקרי בין תחבורה פעילה לפסיבית זה הובלה פעילה משאבת מולקולות נגד שיפוע הריכוז באמצעות אנרגיית ATP ואילו הובלה פסיבית מאפשרת למולקולות להעביר את הממברנה דרך שיפוע ריכוז, שאינה דורשת אנרגיה תאית.

מאמר זה בוחן,

1. מהו הובלה פעילה - הגדרה, סוגים, פונקציה, איך זה עובד 2. מהי תחבורה פסיבית - הגדרה, סוגים, פונקציה, איך זה עובד 3. מה ההבדל בין הובלה פעילה לפסיבית

מהו תחבורה פעילה

הובלה פעילה היא תנועת מולקולות לרוחב הממברנה כנגד שיפוע הריכוז בעזרת אנזימים ושימוש באנרגיה תאית. הוא נדרש להצטברות מולקולות כמו גלוקוז, חומצות אמינו ויונים בתוך התא בריכוזים גבוהים. ניתן לזהות שני סוגים של תחבורה פעילה: תחבורה פעילה ראשונית ותחבורה פעילה משנית.

תחבורה פעילה ראשית

במהלך הובלה פעילה ראשונית, נוכחותם של חומרים בנוזל החוץ-תאי הנדרש על ידי התא מוכרת על ידי החלבונים המיוחדים של קרום התא, המשמשים משאבות של הובלת מולקולות. חלבונים טרנס קרום אלה מופעלים על ידי ATP. התחבורה הפעילה העיקרית בולטת ביותר במשאבת הנתרן/אשלגן (Na+/K+ ATPase), השומרת על פוטנציאל המנוחה של התא. האנרגיה שמשתחררת מהידרוליזה של ATP משמשת לשאיבת שלושה יוני נתרן מתוך התא ושני יוני אשלגן לתא. כאן, יוני נתרן מועברים מריכוז נמוך יותר של 10 מ"מ לריכוז גבוה יותר של 145 מ"מ. יוני אשלגן מועברים מריכוז של 140 מ"מ בתוך התא לריכוז של 5 מ"מ של נוזל חוץ תאי. משאבת הפרוטון/אשלגן (H+/K+ ATPase) נמצאת בציפוי הקיבה, ושומרת על סביבה חומצית בתוך הקיבה. אומפרזול הוא מעכב משאבת פרוטון/אשלגן, המפחית את ריפלוקס החומצה בתוך הקיבה. במהלך זרחון חמצוני ופוטופוספורילציה של שרשרת הובלת האלקטרונים השתמשו בהובלה פעילה ראשונית גם כדי ליצור כוח מפחית. הפעולה של משאבת נתרן/אשלגן מוצגת באיור 1.

איור 1: משאבת נתרן/אשלגן

הובלה פעילה משנית

הובלה פעילה משנית מופעלת על ידי שיפוע אלקטרוכימי. כאן, ערוצים נוצרים על ידי חלבונים יוצרי נקבוביות. תנועה בו זמנית של חומר אחר כנגד שיפוע הריכוז נצפתה עם ההובלה הפעילה המשנית. מכאן שניתן לזהות את חלבוני הערוץ המעורבים בהובלה הפעילה המשנית כתחבורה. ישנם שני סוגים של כלי נשיאה: נוגדי יבואנים וסימפטורים. יון מסוים והמומס מועברים בכיוון ההפוך על ידי נוגדי תעופה. מחליף נתרן/סידן, המאפשר שיקום ריכוז יון הסידן בכרדיומיוציט לאחר פוטנציאל הפעולה, הוא הדוגמה הנפוצה ביותר עבור נוגדי תעופה. יונים מועברים דרך שיפוע הריכוז בעוד המומס מועבר כנגד שיפוע הריכוז על ידי סימפטורים. כאן, שתי המולקולות מועברות באותו כיוון על פני קרום התא. SGLT2 הוא סימפטור המעביר גלוקוז לתא יחד עם יוני הנתרן. הפונקציה של סימפטור ואנטי -פורטר מוצגת באיור 2.

איור 2: הפעולה של סימפטר ואנטי -פורטר

מהו תחבורה פסיבית

הובלה פסיבית היא תנועת מולקולות על פני הממברנה דרך שיפוע ריכוז ללא שימוש באנרגיה תאית על ידי התנועה. הוא משתמש באנטרופיה טבעית כדי להעביר מולקולות מריכוז גבוה יותר לריכוז נמוך יותר עד שהריכוז משתווה. לאחר מכן, לא תהיה תנועה נטו של מולקולות בשיווי המשקל. ארבעה סוגים עיקריים של הובלה פסיבית נמצאים: אוסמוזה, דיפוזיה פשוטה, דיפוזיה קלה וסינון. התנועה הפשוטה של ​​מולקולות על פני קרום חדיר נקראת דיפוזיה פשוטה. מולקולות קטנות ולא קוטביות משתמשות בדיפוזיה פשוטה. מרחק הדיפוזיה צריך להיות פחות על מנת לשמור על זרימה טובה יותר. הובלה פסיבית על פני הממברנה מוצגת באיור 3.

איור 3: תחבורה פסיבית

בְּמַהֲלָך דיפוזיה מקלה, משמשים חלבוני הובלה מיוחדים להנחיית התנועה של מולקולות קוטביות ויונים גדולים. חלבוני הובלה אלה הם גליקופרוטאינים וספציפיים לחלבון מסוים. GLUT4 הוא טרנספורטר גלוקוז המעביר גלוקוז ממחזור הדם לתא. הוא נמצא בעיקר בשומן ובשרירי השלד. שלושה סוגים של חלבוני תחבורה מעורבים בדיפוזיה הקלה: חלבוני תעלות, אקוופורנינים וחלבוני נשא. חלבוני ערוץ ליצור מנהרות הידרופוביות על פני הממברנה, מה שמאפשר למולקולות ההידרופוביות שנבחרו לעבור דרך הממברנה. כמה תעלות חלבונים נפתחים בכל עת, וחלקם מגודרים כמו חלבוני תעלות יונים. אקוופורנינים לאפשר למים לחצות את הממברנה במהירות. חלבונים נושאים משנים את צורתם, מעבירים מולקולות מטרה לרוחב הממברנה. דיפוזיה קלה על ידי חלבונים נושאים מוצגת באיור 4.

איור 4: דיפוזיה מקלה

סִנוּן היא תנועת המומסים יחד עם מים עקב הלחץ ההידרוסטטי שנוצר על ידי מערכת הלב וכלי הדם. הוא מופיע בכמוסה של באומן בכליה. סְפִיגָה היא תנועת המים על פני קרום חדיר סלקטיבי. הוא מתרחש מפוטנציאל מים גבוה ועד פוטנציאל מים נמוך.

ההבדל בין תחבורה פעילה לפסיבית

הַגדָרָה

מעבר פעיל: הובלה פעילה שואבת מולקולות דרך קרום התא כנגד שיפוע הריכוז.

תחבורה פסיבית: הובלה פסיבית מאפשרת למולקולות להעביר את קרום התא דרך שיפוע ריכוז.

שימוש באנרגיה סלולרית

מעבר פעיל: הובלה פעילה מנצלת אנרגיה סלולרית בצורה של ATP.

תחבורה פסיבית: הובלה פסיבית אינה דורשת אנרגיה סלולרית.

סוגי תחבורה

מעבר פעיל: אנדוציטוזה, אקסוציטוזה, הפרשת חומרים למחזור הדם ומשאבת נתרן/אשלגן הם סוגי התחבורה הפעילה.

תחבורה פסיבית: דיפוזיה, דיפוזיה קלה ואוסמוזה הם סוגי ההובלה הפסיבית.

תַפְקִיד

מעבר פעיל: הובלה פעילה מאפשרת למולקולות לעבור את קרום התא, ומשבשת את שיווי המשקל שנוצר על ידי הדיפוזיה.

תחבורה פסיבית: שיווי משקל דינאמי של מים, חומרים מזינים, גזים ופסולת נשמר על ידי הובלה פסיבית בין ציטוזול לסביבה חוץ -תאית.

הובלת חלקיקים

מעבר פעיל: יונים, חלבונים גדולים, סוכרים מורכבים כמו גם תאים מועברים באמצעות הובלה פעילה.

תחבורה פסיבית: מולקולות מסיסות במים כמו חד סוכרים קטנים, שומנים, הורמוני מין, פחמן דו חמצני, חמצן ומים מועברים באמצעות הובלה פסיבית.

חֲשִׁיבוּת

מעבר פעיל: הובלה פעילה נדרשת לכניסת מולקולות גדולות ובלתי מסיסות לתא.

תחבורה פסיבית: הובלה פסיבית מאפשרת שמירה על הומאוסטזיס עדין בין הציטוזול לנוזל החוץ -תאי.

סיכום

הובלה פעילה ופסיבית הן שתי השיטות להובלת מולקולות על פני קרום התא. הובלה פעילה שואבת מולקולות נגד שיפוע ריכוז באמצעות אנרגיה תאית. בתחבורה פעילה ראשית, ATP משמש כאנרגיה. בתחבורה פעילה משנית, השיפוע האלקטרוכימי משמש להעברת מולקולות לרוחב הממברנה. חומרים מזינים מרוכזים לתוך התא באמצעות הובלה פעילה. דיפוזיה פסיבית מאפשרת למולקולות קטנות ולא קוטביות לנוע על פני הממברנה. זה מתרחש רק באמצעות שיפוע ריכוז. לכן, התהליך לא מנצל כל אנרגיה. אוסמוזה וסינון הן גם שיטות של דיפוזיה פסיבית. עם זאת, ההבדל העיקרי בין הובלה פעילה להובלה פסיבית הוא מנגנוני הובלת המולקולות שלהם על פני הממברנה.

הפניה: 1. "הובלה פסיבית והובלה פעילה על פני קרום תא (מאמר)." אקדמיית חאן. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. 03 במאי 2017. 2. "דיפוזיה ותחבורה פסיבית." אקדמיית חאן. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. 03 במאי 2017.

באדיבות התמונה: 1. "Scheme sodium-potassium phosph pump-en" מאת LadyofHats מריאנה רואיז ויאריאל-יצירה משלו. שם התמונה שונה מהתמונה: Sodium-Potassium_pump.svg (דומיין ציבורי) באמצעות Commons Wikimedia2. "פורטרים" מאת לופאסק - יצירה משלו, נחלת הכלל) באמצעות Commons Wikimedia3. "איור 05 02 02" מאת CNX OpenStax - (CC BY 4.0) באמצעות Commons Wikimedia4. "Blausen 0213 CellularDiffusion" מאת צוות Blausen.com (2014). "הגלריה הרפואית של Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. - עבודה משלך (CC BY 3.0) באמצעות Commons Wikimedia