3.13 : النقل النشط

النقل النشط هو عملية بيولوجية بالغة الأهمية تسمح للخلايا بنقل المواد المذابة ضد التدرج الكهروكيميائي. تتطلب هذه العملية إدخالًا مباشرًا للطاقة وتتميز بانتقائيتها وقابليتها للتشبع وقابليتها للتثبيط التنافسي.

تستخدم ناقلات النشاط الأولية، مثل Na^+ وK^+ -ATPase ، ِATP بشكل مباشر لنقل الأيونات عبر الغشاء. تلعب هذه الناقلات أدوارًا مهمة في العديد من العمليات الفسيولوجية. على سبيل المثال، تحافظ Na^+ وK^+ -ATPase على توازن الأيونات الخلوية ويستهدفها الديجوكسين لعلاج قصور القلب. يثبط الديجوكسين مضخة Na^+/K^+-ATPase في الخلايا القلبية، مما يؤدي إلى زيادة الصوديوم داخل الخلايا. وهذا بدوره يعزز توفر الكالسيوم في عضلة القلب ويحسن الانقباض، مما يساعد في إدارة قصور القلب. مجموعة أخرى من الناقلات النشطة الأولية، عائلة ABC، تحلل ATP لتصدير ركائز، مثل الهرمونات والأدوية، عبر الأغشية. يحد بروتين بي جلايكوبروتين (P-gp)، وهو عضو في عائلة ABC، من امتصاص الأدوية التي يتم تناولها عن طريق الفم عن طريق تصديرها إلى تجويف الجهاز الهضمي.

تستخدم ناقلات النشاط الثانوية، وهي جزء من عائلة SLC، الطاقة الكهروكيميائية المخزنة (عادةً تدرج Na+^) التي أنشأها ناقل نشط أولي (مثل مضخة +^Na^+/K) لنقل المواد المذابة عبر الأغشية. يستخدم بروتين تبادل Na^+-Ca^2+ (SLC8)، وهو ناقل مضاد، التدفق الداخلي لـ +^Na لدفع تدفق خارجي لـ Ca2+^، مع الحفاظ على مستويات Ca2^+ القاعدية المنخفضة في السيتوبلازم. ناقلات SLC الأخرى هي ناقلات متآزرة، حيث تتحرك القوة الدافعة للأيون والمذاب في نفس الاتجاه. على سبيل المثال، ينقل ناقل CNT1، الذي يحركه تدرج Na^+، نوكليوسيدات البيريميدين وعوامل العلاج الكيميائي المحددة إلى الخلايا. تعمل ناقلات DAT وNET وSERT أيضًا على تنسيق حركة Na^+ والناقلات العصبية مثل الدوبامين والنورادرينالين والسيروتونين في نفس الاتجاه. تتمتع هذه الناقلات بأهمية سريرية باعتبارها أهدافًا للعوامل النشطة في الجهاز العصبي المركزي في علاج الاكتئاب.

باختصار، من خلال الآليات الأولية والثانوية، يلعب النقل النشط دورًا حيويًا في الحفاظ على وظيفة الخلايا ونقل الأدوية والتطبيقات العلاجية.