Διαφορά μεταξύ ενεργητικής και παθητικής μεταφοράς
Κύρια διαφορά – Ενεργή έναντι Παθητικής μεταφοράς
Η ενεργή και η παθητική μεταφορά είναι δύο μέθοδοι που μεταφέρουν μόρια μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Η κυτταρική μεμβράνη είναι μια μονάδα πολλαπλών εργασιών που δίνει δομή στο κύτταρο ενώ προστατεύει το κυτταροπλασματικό περιεχόμενο από το εξωκυτταρικό περιβάλλον. Η κίνηση των μορίων μέσα και έξω από το κύτταρο καθορίζεται από τη φωσφολιπιδική διπλοστιβάδα, διατηρώντας μια λεπτή ομοιόσταση του κυττάρου. Η διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίου είναι ημιπερατή, επιτρέποντας σε ορισμένα μόρια να περάσουν ελεύθερα τη μεμβράνη μέσω μιας βαθμίδας συγκέντρωσης και σε ορισμένα μόρια να χρησιμοποιήσουν ειδικές δομές για να περάσουν τη μεμβράνη και σε άλλα να περάσουν τη μεμβράνη χρησιμοποιώντας κυτταρική ενέργεια. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενεργητικής και παθητικής μεταφοράς είναι ότι η ενεργή μεταφορά αντλεί μόρια έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης χρησιμοποιώντας ενέργεια ATP λαμβάνοντας υπόψη ότι η παθητική μεταφορά επιτρέπει στα μόρια να περάσουν τη μεμβράνη μέσω μιας βαθμίδας συγκέντρωσης, χωρίς να απαιτείται κυτταρική ενέργεια .
Αυτό το άρθρο εξετάζει,
1. Τι είναι το Active Transport
– Ορισμός, Τύποι, Λειτουργία, Πώς λειτουργεί
2. Τι είναι η Παθητική Μεταφορά
– Ορισμός, Τύποι, Λειτουργία, Πώς λειτουργεί
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Ενεργητικής και Παθητικής Μεταφοράς 
Τι είναι η Ενεργή μεταφορά
Η ενεργή μεταφορά είναι η κίνηση των μορίων κατά μήκος της μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης με τη βοήθεια ενζύμων και τη χρήση κυτταρικής ενέργειας. Απαιτείται για τη συσσώρευση μορίων όπως η γλυκόζη, τα αμινοξέα και τα ιόντα μέσα στο κύτταρο σε υψηλές συγκεντρώσεις. Μπορούν να αναγνωριστούν δύο τύποι ενεργών μεταφορών:κύρια ενεργή μεταφορά και δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά.
Κύρια ενεργή μεταφορά
Κατά την κύρια ενεργό μεταφορά, η παρουσία ουσιών στο εξωκυττάριο υγρό που απαιτείται από το κύτταρο αναγνωρίζεται από τις εξειδικευμένες διαμεμβρανικές πρωτεΐνες στην κυτταρική μεμβράνη, οι οποίες χρησιμεύουν ως αντλίες μεταφοράς μορίων. Αυτές οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες τροφοδοτούνται από το ATP. Η κύρια ενεργή μεταφορά είναι πιο εμφανής στην αντλία νατρίου/καλίου (Na+/K+ ATPase), η οποία διατηρεί το δυναμικό ηρεμίας του κυττάρου. Η ενέργεια που απελευθερώνεται από την υδρόλυση του ATP χρησιμοποιείται για την άντληση τριών ιόντων νατρίου έξω από το κύτταρο και δύο ιόντων καλίου μέσα στο κύτταρο. Εδώ, τα ιόντα νατρίου μεταφέρονται από χαμηλότερη συγκέντρωση 10 mM σε υψηλότερη συγκέντρωση 145 mM. Τα ιόντα καλίου μεταφέρονται από συγκέντρωση 140 mM εντός του κυττάρου σε συγκέντρωση 5 mM εξωκυτταρικού υγρού. Η αντλία πρωτονίων/καλίου (H+/K+ ATPase) βρίσκεται στην επένδυση του στομάχου, διατηρώντας ένα όξινο περιβάλλον μέσα στο στομάχι. Η ομεπραζόλη είναι ένας αναστολέας της αντλίας πρωτονίων/καλίου, που μειώνει την παλινδρόμηση οξέος μέσα στο στομάχι. Κατά τη διάρκεια τόσο της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης όσο και της φωτοφωσφορυλίωσης της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων χρησιμοποιήστε την κύρια ενεργή μεταφορά για να δημιουργήσετε επίσης μια αναγωγική ισχύ. Η δράση της αντλίας νατρίου/καλίου φαίνεται στο σχήμα 1 .
Εικόνα 1:Αντλία νατρίου/καλίου
Δευτερεύουσα Ενεργή Μεταφορά
Η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά τροφοδοτείται από ηλεκτροχημική κλίση. Εδώ, τα κανάλια δημιουργούνται από πρωτεΐνες που σχηματίζουν πόρους. Με τη δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά παρατηρείται ταυτόχρονη κίνηση μιας άλλης ουσίας έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης. Ως εκ τούτου, οι πρωτεΐνες καναλιού που εμπλέκονται στη δευτερογενή ενεργή μεταφορά μπορούν να αναγνωριστούν ως συμμεταφορείς. Υπάρχουν δύο τύποι συμμεταφορέων:αντιμεταφορικοί και συμποπτικοί. Συγκεκριμένο ιόν και η διαλυμένη ουσία μεταφέρονται προς τις αντίθετες κατευθύνσεις με αντιμεταφορείς. Ο εναλλάκτης νατρίου/ασβεστίου, ο οποίος επιτρέπει την αποκατάσταση της συγκέντρωσης ιόντων ασβεστίου στα καρδιομυοκύτταρα μετά το δυναμικό δράσης, είναι το πιο κοινό παράδειγμα για τους αντιμεταφορείς. Τα ιόντα μεταφέρονται μέσω της βαθμίδας συγκέντρωσης, ενώ η διαλυμένη ουσία μεταφέρεται έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης από τους συμφορητές. Εδώ, και τα δύο μόρια μεταφέρονται προς την ίδια κατεύθυνση κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Το SGLT2 είναι ένας συμφορητής που μεταφέρει τη γλυκόζη στο κύτταρο μαζί με τα ιόντα νατρίου. Η λειτουργία του symporter και του antiporter φαίνεται στο σχήμα 2 .
Εικόνα 2:Η δράση του Symporter και του Antiporter
Τι είναι η παθητική μεταφορά
Η παθητική μεταφορά είναι η κίνηση των μορίων κατά μήκος της μεμβράνης μέσω μιας βαθμίδας συγκέντρωσης χωρίς χρήση της κυτταρικής ενέργειας από την κίνηση. Χρησιμοποιεί φυσική εντροπία για να μετακινήσει μόρια από υψηλότερη συγκέντρωση σε χαμηλότερη συγκέντρωση έως ότου η συγκέντρωση εξισωθεί. Τότε, δεν θα υπάρχει καθαρή κίνηση των μορίων στην ισορροπία. Βρίσκονται τέσσερις κύριοι τύποι παθητικής μεταφοράς:όσμωση, απλή διάχυση, διευκολυνόμενη διάχυση και διήθηση. Η απλή κίνηση των μορίων σε μια διαπερατή μεμβράνη ονομάζεται απλή διάχυση . Τα μικρά, μη πολικά μόρια χρησιμοποιούν απλή διάχυση. Η απόσταση διάχυσης πρέπει να είναι μικρότερη για να διατηρείται καλύτερη ροή. Η παθητική μεταφορά μέσω της μεμβράνης φαίνεται στο σχήμα 3 .
Εικόνα 3:Παθητική μεταφορά
Κατά τη διευκολυνόμενη διάχυση , ειδικές πρωτεΐνες μεταφοράς χρησιμοποιούνται για την καθοδήγηση της κίνησης πολικών μορίων και μεγάλων ιόντων. Αυτές οι πρωτεΐνες μεταφοράς είναι γλυκοπρωτεΐνες και είναι ειδικές για μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Το GLUT4 είναι ένας μεταφορέας γλυκόζης που μεταφέρει τη γλυκόζη από την κυκλοφορία του αίματος στο κύτταρο. Βρίσκεται κυρίως στο λίπος και στους σκελετικούς μύες. Τρεις τύποι πρωτεϊνών μεταφοράς εμπλέκονται στη διευκολυνόμενη διάχυση:πρωτεΐνες καναλιού, ακουαπορίνες και πρωτεΐνες φορέα. Πρωτεΐνες καναλιού δημιουργήστε υδρόφοβες σήραγγες κατά μήκος της μεμβράνης, επιτρέποντας στα επιλεγμένα υδρόφοβα μόρια να περάσουν μέσα από τη μεμβράνη. Ορισμένες πρωτεΐνες καναλιού είναι ανοιχτά ανά πάσα στιγμή, και μερικές είναι περιφραγμένες σαν πρωτεΐνες διαύλου ιόντων. Aquaporins αφήστε το νερό να διασχίσει γρήγορα τη μεμβράνη. Οι πρωτεΐνες φορείς αλλάζουν το σχήμα τους, μεταφέροντας μόρια-στόχους σε όλη τη μεμβράνη. Η διευκολυνόμενη διάχυση από πρωτεΐνες-φορείς φαίνεται στο σχήμα 4.
Εικόνα 4:Διευκολυνόμενη διάχυση
Φιλτράρισμα είναι η κίνηση των διαλυμένων ουσιών μαζί με το νερό λόγω της υδροστατικής πίεσης που δημιουργείται από το καρδιαγγειακό σύστημα. Εμφανίζεται στην κάψουλα του Bowman στο νεφρό. Όσμωση είναι η κίνηση του νερού σε μια επιλεκτικά διαπερατή μεμβράνη. Εμφανίζεται από υψηλό δυναμικό νερού σε χαμηλό δυναμικό νερού.
Διαφορά μεταξύ ενεργητικής και παθητικής μεταφοράς
Ορισμός
Ενεργή μεταφορά: Η ενεργή μεταφορά αντλεί μόρια μέσω της κυτταρικής μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης.
Παθητική μεταφορά: Η παθητική μεταφορά επιτρέπει στα μόρια να περάσουν την κυτταρική μεμβράνη μέσω μιας βαθμίδας συγκέντρωσης.
Χρήση ενέργειας κινητής τηλεφωνίας
Ενεργή μεταφορά: Η ενεργή μεταφορά χρησιμοποιεί την κυτταρική ενέργεια με τη μορφή ATP.
Παθητική μεταφορά: Η παθητική μεταφορά δεν απαιτεί κυτταρική ενέργεια.
Τύποι μεταφοράς
Ενεργή μεταφορά: Ενδοκυττάρωση, εξωκυττάρωση, έκκριση ουσιών στην κυκλοφορία του αίματος και αντλία νατρίου/καλίου είναι οι τύποι ενεργού μεταφοράς.
Παθητική μεταφορά: Η διάχυση, η διευκολυνόμενη διάχυση και η όσμωση είναι οι τύποι παθητικής μεταφοράς.
Ρόλος
Ενεργή μεταφορά: Η ενεργή μεταφορά επιτρέπει στα μόρια να περάσουν την κυτταρική μεμβράνη, διαταράσσοντας την ισορροπία που δημιουργείται από τη διάχυση.
Παθητική μεταφορά: Μια δυναμική ισορροπία νερού, θρεπτικών ουσιών, αερίων και αποβλήτων διατηρείται με παθητική μεταφορά μεταξύ κυτταρολύματος και εξωκυτταρικού περιβάλλοντος.
Μεταφορά σωματιδίων
Ενεργή μεταφορά: Ιόντα, μεγάλες πρωτεΐνες, σύνθετα σάκχαρα καθώς και κύτταρα μεταφέρονται με ενεργή μεταφορά.
Παθητική μεταφορά: Τα υδατοδιαλυτά μόρια όπως οι μικροί μονοσακχαρίτες, τα λιπίδια, οι ορμόνες του φύλου, το διοξείδιο του άνθρακα, το οξυγόνο και το νερό μεταφέρονται με παθητική μεταφορά.
Σημασία
Ενεργή μεταφορά: Απαιτείται ενεργή μεταφορά για την είσοδο μεγάλων, αδιάλυτων μορίων στο κύτταρο.
Παθητική μεταφορά: Η παθητική μεταφορά επιτρέπει τη διατήρηση μιας λεπτής ομοιόστασης μεταξύ του κυτοσόλης και του εξωκυτταρικού υγρού.
Συμπέρασμα
Η ενεργή και η παθητική μεταφορά είναι οι δύο μέθοδοι μεταφοράς μορίων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Η ενεργή μεταφορά αντλεί μόρια έναντι μιας βαθμίδας συγκέντρωσης χρησιμοποιώντας κυτταρική ενέργεια. Στην πρωτογενή ενεργή μεταφορά, το ATP χρησιμοποιείται ως ενέργεια. Στη δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά, η ηλεκτροχημική βαθμίδα χρησιμοποιείται για τη μετακίνηση μορίων κατά μήκος της μεμβράνης. Τα θρεπτικά συστατικά συγκεντρώνονται στο κύτταρο με τη χρήση ενεργού μεταφοράς. Η παθητική διάχυση επιτρέπει σε μικρά, μη πολικά μόρια να κινούνται κατά μήκος της μεμβράνης. Εμφανίζεται μόνο μέσω μιας βαθμίδας συγκέντρωσης. Επομένως, δεν χρησιμοποιείται ενέργεια από τη διαδικασία. Η όσμωση και η διήθηση είναι επίσης μέθοδοι παθητικής διάχυσης. Ωστόσο, η κύρια διαφορά μεταξύ ενεργητικής μεταφοράς και παθητικής μεταφοράς είναι οι μηχανισμοί μεταφοράς μορίων μέσω της μεμβράνης.
