Der Transport von gelösten Stoffen durch die Zellmembran ist essentiell für Stoffwechselprozesse, wie die Aufrechterhaltung der Zellgröße und des Zellvolumens, die Erzeugung des Aktionspotentials, den Austausch von Nährstoffen und Gasen usw. Der Membrantransport kann entweder passiv oder aktiv sein. Es kann sich um einen einfachen Diffusions-, erleichterten oder vermittelten Transport handeln, der durch Transportproteine wie Transporter und Kanäle unterstützt wird.

Transporter ermöglichen entweder eine aktive oder passive Bewegung von gelösten Stoffen. Sie können einen Einzelmolekültransport nach unten in seiner Konzentration oder seinem elektrochemischen Gradienten ermöglichen. Gleichzeitig können einige Transporter auch zwei verschiedene Moleküle gleichzeitig, in die gleiche oder entgegengesetzte Richtung transportieren. Ein Transporter kann die Energie der ATP-Hydrolyse nutzen, um einen gelösten Stoff gegen seine Konzentration oder seinen elektrochemischen Gradienten zu bewegen. Transporter sind besonders an der Aufrechterhaltung der Zellhomöostase beteiligt, dem transzellulären Transport von gelösten Stoffen wie Aminosäuren, Monosacchariden, Ionen usw.

Kanäle bilden Transmembranporen, die den passiven Transport von gelösten Stoffen ermöglichen. Gated Channels öffnen sich nur unter bestimmten Bedingungen, während nicht Gated Channels immer offen sind, so dass Ionen sie kontinuierlich entlang ihres Konzentrationsgradienten passieren können. Kanäle erfüllen zahlreiche Funktionen wie Signaltransduktion, transepithelialer Transport, pH-Regulierung, etc.

Kanäle agieren schneller als Transporter. Wenn wir zum Beispiel eine heiße Oberfläche berühren oder auf den Rücken klopfen, sind die Rezeptoren, die diese Aktion erkennen, kationengesteuerte Kanäle, die sich als Reaktion auf diese Reize öffnen und uns helfen, innerhalb von Sekunden zu reagieren.

Klinische Wirkung von nicht-funktionellen Transportproteinen

Viele Krankheiten werden durch Mutationen oder Defekte in der Regulation der Membrantransportproteine verursacht. Mukoviszidose wird durch die nicht funktionsfähigen Chlorid-Ionentransportproteine in den Epithelzellen verursacht, was zu einer übermäßigen Schleimbildung in der Lunge führt. Einige Mitglieder der Familie der Membrantransporter ABC (ATP-binding cassette) tragen zur Resistenz von Krebszellen gegen Chemotherapien bei und schränken die Wirksamkeit der Behandlung ein. Die Glukoseintoleranz bei Diabetes mellitus Typ 2 ist vor allem auf die defekten Glukosetransporter im Muskel- und Fettgewebe zurückzuführen.