3.12 : Erleichterte Diffusion

Die Plasmamembran, eine wichtige Struktur in der Zellbiologie, beherbergt eine Reihe von Transportern oder Trägerproteinen, die in ihrer Lipiddoppelschicht verteilt sind. Diese Proteine ​​spielen eine entscheidende Rolle beim Transport gelöster Stoffe durch erleichterte Diffusion, eine Form der passiven Diffusion, bei der Transporter verwendet werden, um die Moleküle durch die Membran zu bewegen.

Bei diesem Prozess interagieren Substrate wie organische Verbindungen und Ionen auf der einen Seite der Membran mit einem Transporter und lösen Konformationsänderungen in Proteinen aus, die eine Substrattranslokation ohne ATP-Verbrauch ermöglichen. Die Bewegung dieser Substrate, entweder in die Zelle hinein oder aus ihr heraus, wird durch den elektrochemischen Gradienten gesteuert, bis ein Gleichgewichtszustand – ein Gleichgewicht zwischen Konzentration und Ladung innerhalb und außerhalb der Zelle – erreicht ist.

Diese Methode der erleichterten Diffusion beschleunigt die Bewegung gelöster Stoffe im Vergleich zur passiven Diffusion ohne Transporter. Die Selektivität dieser Trägerproteine ​​ist der Schlüssel zu diesem Prozess, da ihre Struktur nur die Bindung bestimmter endogener Verbindungen oder Medikamente zulässt. Beispielsweise ermöglicht der organische Kationentransporter (OCT1) den Transport bestimmter Moleküle: ausschließlich die intestinale Absorption von Vitaminen wie Thiamin und die selektive hepatische Aufnahme bestimmter Arzneimittel wie Metformin und Levodopa.

Da dieses System jedoch trägervermittelt ist, weist es eine Sättigung und strukturelle Selektivität für das Medikament auf und zeigt eine Konkurrenzkinetik für Medikamente mit ähnlichen Strukturen. Die erleichterte Diffusion spielt bei der Arzneimittelabsorption aufgrund der Dominanz aktiver Transporter eine untergeordnete Rolle. Dies unterstreicht die Komplexität und Spezifität zellulärer Transportmechanismen, insbesondere in Bezug auf die Verabreichung und Absorption von Medikamenten.