6.6 : The Significance of Membrane Transport

نقل المواد المذابة عبر غشاء الخلية أمرا ضروريا لعمليات التمثيل الغذائي ، مثل الحفاظ على حجم الخلية وحجمها ، وتوليد جهد الفعل ، وتبادل العناصر الغذائية والغازات ، وما إلى ذلك. يمكن أن يكون نقل الغشاء إما سلبيا أو نشطا. يمكن أن يكون نقلا بسيطا أو ميسرا أو بوساطة بمساعدة بروتينات النقل مثل الناقلات والقنوات.

تسهل الناقلات الحركة النشطة أو السلبية للمواد المذابة. يمكن أن تسمح لجزيء واحد بالانتقال إلى أسفل تركيزه أو التدرج الكهروكيميائي. في الوقت نفسه ، يمكن لبعض الناقلات أيضا نقل جزيئين مختلفين في وقت واحد ، في نفس الاتجاه أو في الاتجاه المعاكس. قد يستخدم الناقل الطاقة من التحلل المائي ATP لتحريك المذاب عكس تركيزه أو تدرجه الكهروكيميائي. تشارك الناقلات بشكل خاص في الحفاظ على توازن الخلايا ، ونقل المواد المذابة عبر الخلايا مثل الأحماض الأمينية ، والسكريات الأحادية ، والأيونات ، وما إلى ذلك.

تشكل القنوات مسام عبر الغشاء تتيح النقل السلبي للمواد المذابة. تفتح القنوات المسورة فقط في ظل ظروف محددة ، في حين أن القنوات غير المسورة مفتوحة دائما ، مما يسمح للأيونات بالمرور عبرها باستمرار أسفل تدرج تركيزها. تخدم القنوات العديد من الوظائف مثل نقل الإشارات ، والنقل عبر الظهارة ، وتنظيم الأس الهيدروجيني ، وما إلى ذلك.

تعمل القنوات بشكل أسرع من الناقلات. على سبيل المثال ، عندما نلمس سطحا ساخنا أو نربت على ظهرنا ، فإن المستقبلات التي تكتشف هذا الإجراء هي قنوات ذات بوابات كاتيونية تفتح استجابة لهذه المحفزات وتساعدنا على الاستجابة في غضون ثوان.

التأثير السريري لبروتينات النقل غير الوظيفية

تحدث العديد من الأمراض بسبب طفرات أو عيوب في تنظيم بروتينات نقل الغشاء. يحدث التليف الكيسي بسبب بروتينات نقل أيون الكلوريد غير الوظيفية في الخلايا الظهارية ، مما يؤدي إلى تراكم المخاط المفرط في الرئتين. يساهم بعض أعضاء عائلة ناقلات الأغشية ABC (كاسيت ربط ATP) في مقاومة الخلايا السرطانية للعلاج الكيميائي ، مما يحد من فعالية العلاج. يرجع عدم تحمل الجلوكوز في داء السكري من النوع 2 بشكل أساسي إلى ناقلات الجلوكوز المعيبة في العضلات والأنسجة الدهنية.