3.13 : 능동 수송

능동 수송은 세포가 전기화학적 기울기에 반하여 용질을 이동시킬 수 있게 하는 중요한 생물학적 과정입니다. 이 과정은 직접적인 에너지 입력이 필요하며 선택성, 포화성 및 경쟁적 억제에 대한 민감성이 특징입니다.

Na^+, K^+ 및 -ATPase와 같은 주요 활성 수송체는 ATP를 직접 사용하여 이온을 막을 가로질러 이동시킵니다. 이러한 수송체는 다양한 생리적 과정에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, Na^+, K^+ 및 -ATPase는 세포 이온 항상성을 유지하며 디곡신은 심부전 치료를 위해 이를 표적으로 삼습니다. 디곡신은 심장 세포에서 Na^+/K^+ -ATPase 펌프를 억제하여 세포 내 나트륨을 증가시킵니다. 이는 차례로 심장 근육에서 칼슘 가용성을 높이고 수축성을 개선하여 심부전을 관리하는 데 도움이 됩니다. 또 다른 주요 활성 수송체 그룹인 ABC 계열은 ATP를 가수분해하여 호르몬 및 약물과 같은 기질을 막을 가로질러 수출합니다. ABC 계열의 일원인 P-글리코단백질(P-gp)은 경구 투여된 약물을 위장관 내강으로 수출하여 흡수를 제한합니다.

SLC 슈퍼패밀리의 일부인 2차 활성 수송체는 1차 활성 수송체(Na^+/K^+ 펌프와 같은)가 확립한 저장된 전기화학 에너지(일반적으로 Na^+ 기울기)를 사용하여 용질을 막을 가로질러 이동합니다. 역수송체인 Na^+-Ca^2+ 교환 단백질(SLC8)은 Na^+의 유입 흐름을 사용하여 Ca^2+의 유출 흐름을 유도하여 기저 세포질 Ca^2+ 수준을 낮게 유지합니다. 다른 SLC 공동 수송체는 공수송체로, 구동력인 이온과 용질이 같은 방향으로 이동합니다. 예를 들어, Na^+ 기울기에 의해 구동되는 CNT1 수송체는 피리미딘 뉴클레오시드와 특정 항암제를 세포로 이동합니다. DAT, NET 및 SERT 공수송체도 Na^+와 도파민, 노르에피네프린 및 세로토닌과 같은 신경전달물질의 이동을 같은 방향으로 조화시킵니다. 이러한 수송체는 우울증 치료에서 중추신경계 활성제의 표적으로 임상적 관련성을 갖고 있습니다.

요약하자면, 1차 및 2차 메커니즘을 통해 활성 수송은 세포 기능 유지, 약물 전달, 치료적 적용에 중요한 역할을 합니다.