Pasif nəqliyyat nədir? Müxtəlif makromolekulyar birləşmələrin, hüceyrə komponentlərinin, membrandakı kanallardan keçə bilməyən supramolekulyar hissəciklərin transmembran hərəkəti xüsusi mexanizmlər vasitəsilə, məsələn, faqositoz, pinositoz, ekzositoz, hüceyrələrarası boşluqdan ötürülmədən həyata keçirilir. Yəni, maddələrin membran vasitəsilə hərəkəti onlarda xüsusi daşıyıcıların iştirakının əlamətlərinə, eləcə də enerji istehlakına görə bölünən müxtəlif mexanizmlərdən istifadə etməklə baş verə bilər. Alimlər maddələrin daşınmasını aktiv və passivə bölürlər.
Əsas nəqliyyat növləri
Passiv nəqliyyat maddənin enerji sərfiyyatı tələb etməyən qradient (osmotik, konsentrasiya, hidrodinamik və s.) boyunca bioloji membran vasitəsilə ötürülməsidir.
Aktiv nəqliyyat maddənin qradientə qarşı bioloji membrandan keçməsidir. Haradaenerji sərf olunur. İnsan orqanizmində metabolik reaksiyalar nəticəsində əmələ gələn enerjinin təxminən 30-40%-i maddələrin aktiv daşınmasının həyata keçirilməsinə sərf olunur. İnsan böyrəklərinin fəaliyyətini nəzərə alsaq, istehlak edilən oksigenin təxminən 70 - 80%-i aktiv nəqliyyata sərf olunur.
Maddələrin passiv daşınması
bu, müxtəlif maddələrin müxtəlif gradientlər boyunca bioloji membranlar vasitəsilə ötürülməsini nəzərdə tutur. Bu gradientlər ola bilər:
- elektrokimyəvi potensial qradiyenti;
- maddə konsentrasiyası qradiyenti;
- elektrik sahəsinin qradiyenti;
- osmotik təzyiq qradiyenti və digərləri.
Pasif nəqliyyatın həyata keçirilməsi prosesi heç bir enerji sərfiyyatı tələb etmir. Bu, asanlaşdırılmış və sadə diffuziya ilə baş verə bilər. Bildiyimiz kimi, diffuziya maddənin molekullarının müxtəlif mühitlərdə xaotik hərəkətidir və bu, maddənin istilik vibrasiyalarının enerjisi ilə bağlıdır.
Maddənin hissəciyi elektrik cəhətdən neytraldırsa, diffuziyanın baş vermə istiqaməti membranla ayrılmış mühitdə olan maddələrin konsentrasiyasının fərqi ilə müəyyən edilir. Məsələn, hüceyrənin bölmələri arasında, hüceyrənin içərisində və xaricində. Əgər maddənin hissəcikləri, onun ionları elektrik yüklüdürsə, onda diffuziya təkcə konsentrasiya fərqindən deyil, həm də verilmiş maddənin yükünün böyüklüyündən, membranın hər iki tərəfində yükün mövcudluğundan və əlamətlərindən asılı olacaq.. Elektrokimyəvi gradientin böyüklüyümembran boyunca elektrik və konsentrasiya qradiyentlərinin cəbri cəmi ilə müəyyən edilir.
Membrandan keçirməni nə təmin edir?
Pasif membran nəqli maddə konsentrasiyası qradiyenti, hüceyrə membranının müxtəlif tərəfləri arasında yaranan osmotik təzyiq və ya elektrik yükünün olması səbəbindən mümkündür. Məsələn, qan plazmasında olan Na+ ionlarının orta səviyyəsi təxminən 140 mM/l, eritrositlərdəki miqdarı isə təxminən 12 dəfə yüksəkdir. Konsentrasiya fərqi kimi ifadə edilən belə qradiyent natrium molekullarının qan plazmasından qırmızı qan hüceyrələrinə köçürülməsini təmin edən hərəkətverici qüvvə yaratmağa qadirdir.
Qeyd etmək lazımdır ki, hüceyrə membranının bu maddənin ionları üçün aşağı keçiriciliyi ilə xarakterizə olunduğuna görə belə keçidin sürəti çox aşağıdır. Bu membran kalium ionlarına nisbətən daha çox keçiriciliyə malikdir. Hüceyrə mübadiləsinin enerjisi sadə diffuziya prosesini başa çatdırmaq üçün istifadə edilmir.
Diffuziya dərəcəsi
Maddələrin membran vasitəsilə aktiv və passiv daşınması diffuziya sürəti ilə xarakterizə olunur. Onu Fick tənliyindən istifadə etməklə təsvir etmək olar: dm/dt=-kSΔC/x.
Bu halda dm/dt bir zaman vahidi ərzində yayılan maddənin miqdarı, k isə diffuziya prosesinin əmsalıdır ki, bu da diffuziya edən maddə üçün biomembran keçiriciliyini xarakterizə edir. S diffuziyanın baş verdiyi sahəyə bərabərdir və ΔC fərqi ifadə edirbioloji membranın müxtəlif tərəflərindən olan maddələrin konsentrasiyası, x isə diffuziya nöqtələri arasındakı məsafəni xarakterizə edir.
Aydındır ki, konsentrasiyaların və elektrik sahələrinin qradiyenti boyunca eyni vaxtda yayılan maddələr membrandan ən asan şəkildə keçəcəklər. Maddənin membran vasitəsilə yayılmasının vacib şərti membranın özünün fiziki xassələri, onun hər bir konkret maddə üçün keçiriciliyidir.
Membran ikiqatını hidrofob xassələrə malik fosfolipidlərin karbohidrogen radikallarından əmələ gətirdiyinə görə hidrofobik təbiətli maddələr onun vasitəsilə asanlıqla yayılır. Xüsusilə, bu, tiroid və steroid hormonları kimi lipidlərdə asanlıqla həll olunan maddələrə, həmçinin bəzi narkotik maddələrə aiddir.
Təbiətdə hidrofilik olan mineral ionlar və aşağı molekulyar çəkili maddələr kanal əmələ gətirən zülal molekullarından əmələ gələn passiv membran ion kanalları vasitəsilə, bəzən də hüceyrə membranında yaranan fosfolipid molekullarının membran qablaşdırma qüsurları vasitəsilə yayılır. istilik dəyişkənliyinin nəticəsi.
Membran üzərindən passiv daşınma çox maraqlı bir prosesdir. Şərtlər normaldırsa, o zaman əhəmiyyətli miqdarda maddə ikiqatlı membrana yalnız qeyri-qütblü və kiçik ölçülərə malik olduqda nüfuz edə bilər. Əks halda, transfer daşıyıcı zülallar vasitəsilə baş verir. Oxşar prosesləri əhatə edirdaşıyıcı zülal diffuziya deyil, maddənin membran vasitəsilə daşınması adlanır.
Asanlaşdırılan diffuziya
Asan diffuziya, sadə diffuziya kimi, maddənin konsentrasiya qradiyenti boyunca baş verir. Əsas fərq, maddənin ötürülməsi prosesində daşıyıcı adlanan xüsusi zülal molekulunun iştirak etməsidir.
Asanlaşdırılan diffuziya bir daşıyıcıdan istifadə etməklə konsentrasiya qradiyenti boyunca həyata keçirilən maddənin molekullarının biomembranlar vasitəsilə passiv ötürülməsinin bir növüdür.
Protein vəziyyətini köçürün
Daşıyıcı zülal iki konformasiya vəziyyətində ola bilər. Məsələn, A vəziyyətində bu zülalın daşıdığı maddəyə yaxınlığı ola bilər, onun maddə üçün bağlanma yerləri içəriyə çevrilir, bunun sayəsində membranın bir tərəfində açıq olan məsamə əmələ gəlir.
Zülal köçürülmüş maddə ilə bağlandıqdan sonra onun konformasiyası dəyişir və B vəziyyətinə keçir. Bu transformasiya ilə daşıyıcı maddəyə yaxınlığını itirir. Daşıyıcı ilə əlaqədən sərbəst buraxılır və artıq membranın digər tərəfindəki məsamə keçir. Maddənin ötürülməsindən sonra daşıyıcı zülal yenidən öz konformasiyasını dəyişir və A vəziyyətinə qayıdır. Maddənin membrandan bu şəkildə daşınmasına uniport deyilir.
Asanlaşdırılan Diffuziya Sürəti
Qlükoza kimi kiçik molekulyar ağırlıqlı maddələr nəql edilə bilərasanlaşdırılmış diffuziya vasitəsilə membran. Belə nəqliyyat qandan beyinə, interstisial boşluqlardan hüceyrələrə keçə bilər. Bu tip diffuziya ilə maddənin ötürülmə sürəti bir saniyədə kanal vasitəsilə 108 hissəciklərə çata bilər.
Artıq bildiyimiz kimi sadə diffuziyada maddələrin aktiv və passiv daşınma sürəti membranın hər iki tərəfindəki maddənin konsentrasiyalarının fərqi ilə mütənasibdir. Asanlaşdırılmış diffuziya vəziyyətində, bu sürət müəyyən bir maksimum dəyərə qədər maddənin konsentrasiyasında artan fərqə mütənasib olaraq artır. Bu dəyərdən yuxarı, membranın müxtəlif tərəflərindən konsentrasiyalardakı fərq artmağa davam etsə də, sürət artmır. Asanlaşdırılmış diffuziya prosesində belə maksimum sürət nöqtəsinin əldə edilməsi onunla izah oluna bilər ki, maksimum sürət transfer prosesində bütün mövcud daşıyıcı zülalların iştirakını nəzərdə tutur.
Membranlar arasında aktiv və passiv daşınmaya başqa hansı konsepsiya daxildir?
Mübadilə diffuziyası
Maddə molekullarının hüceyrə membranı vasitəsilə daşınmasının bu növü bioloji membranın müxtəlif tərəflərində yerləşən eyni maddənin molekullarının mübadilədə iştirak etməsi ilə xarakterizə olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, maddələrin belə daşınması ilə membranın hər iki tərəfində molekulların konsentrasiyası heç dəyişmir.
Mübadilə diffuziyası növü
Mübadilə diffuziyasının növlərindən biri də mübadilədirbir maddənin molekulu başqa bir maddənin iki və ya daha çox molekulu ilə dəyişdirilir. Məsələn, müsbət kalsium ionlarının bronxların hamar əzələ hüceyrələrindən və ürəyin kontraktil miyositlərindən damarlardan çıxarılmasının yollarından biri onların hüceyrədən kənarda yerləşən natrium ionları ilə mübadiləsidir. Bu vəziyyətdə bir natrium ionu üç kalsium ionu ilə əvəz olunur. Beləliklə, bir-birindən asılı olan membran vasitəsilə natrium və kalsiumun hərəkəti var. Hüceyrə membranı vasitəsilə passiv daşınmanın bu növü antiport adlanır. Məhz bu yolla hüceyrə artıq olan kalsium ionlarından xilas ola bilir. Bu proses miyositlərin və kardiyomiyositlərin hamarlaşması üçün lazımdır.
Bu məqalədə maddələrin membran vasitəsilə aktiv və passiv daşınması araşdırılmışdır.
