Клеточниот транспорт се однесува на сите процеси со кои молекули и јони преминуваат низ клеточната мембрана и мембраните на клеточните органели. Овие процеси обезбедуваат снабдување со нутриенти, отстранување на отпадни продукти, одржување на јонски градиенти, сигнализација и хомеостаза. Транспортот се дели главно на: пасивен (не е потребна енергија) и активен (потребна е енергија), и на везикуларен (ендo-/егзоцитоза).
1. Пасивен транспорт
1.1 Дифузија
Директно поместување на супстанциите од место со повисока концентрација кон место со пониска концентрација. Брзината зависи од градиентот на концентрација, површина на мембраната, дебелина на мембраната и молекуларна големина/растворливост.
1.2 Олеснета дифузија
Полутранспортери (канали и носачи) помагаат на премин на молекули кои не можат да дифундираат преку липидниот двослој (на пр. глукоза, јони).
Јонски канали: формираат пори; обично многу брзи; селективни (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻); можат да бидат „gated“ — волтно-активирани, лиганд-активирани, механички-активирани.
Носачи (transporters): трансмембрански протеини кои врзуваат супстрат и ја менуваат конформацијата; побавни од канали; пример GLUT семејството (глукоза).
1.3 Осмоза
Дифузија на вода низ полу-пропустлива мембрана низ концентрациски градиент на раствори (или преку аквапорини).
Тоницитет (изотоничен, хипотоничен, хипертоничен) има клиничко значење за клеточниот волумен.
2. Активен транспорт
2.1 Примарен активен транспорт
Молекулите се пренесуваат против нивниот концентрациски/електрохемиски градиент користејќи директно енергија (најчесто од хидролиза на ATP).
Класичен пример: Na⁺/K⁺-ATPаза (3 Na⁺ излез за 2 K⁺ влез) — одржува ниско внатрешно Na⁺ и високо K⁺, создава електрохемиски градиент и е клучна за мембранскиот потенцијал.
Други примери: Ca²⁺-ATPаза (ER/SR Ca²⁺ помпа), H⁺-пумпи (во гастрични париетални клетки, митохондријална H⁺-шема).
2.2 Секундарен (индиректен) активен транспорт
Енергетски зависен од градиент создаден од примарни пумпи. Преносот на еден јон по градиент движи друг молекул против неговиот градиент.
Симпортери: двa супстрати влегуваат во иста насока — на пр. Na⁺/glucose cotransporter (SGLT1) влече глукоза во клетката користејќи Na⁺ градиент.
Антипортери: супстрати се движат во спротивни насоки — на пр. Na⁺/Ca²⁺ exchanger го користи Na⁺-градиентот за да извлече Ca²⁺ од клетката.
3. Везикуларен транспорт (ендo- и егзoцитоза)
3.1 Ендоцитоза
Фагоцитоза: клетка „гледа“ и проголтува големи честички/целини (макрофаги, неутрофили).
Пиноцитоза: „пиење“ на течни состави — неконтролирано бирање на течност.
Рецептор-посредувана ендоцитоза: специјални рецептори (на пр. LDL рецептор) концентрираат специфични молекули во клатрин-обвиткани везикули; ефикасен начин за селективен влез.
Процесот вклучува клатрин/кобалтрин/калциеви зависни механизми, адаптери и фузија со ендозоми.
3.2 Егзоцитоза
Везикули (секреторни везикули) се спојуваат со плазматичната мембрана и ослободуваат својот материјал во екстрацелуларниот простор (хормони, невротрансмитери).
SNARE протеини (v-SNARE, t-SNARE), калциум-зависни механизми и ATP зависни чекори ја регулираат фузијата.
4. Мембрански потенцијал и електрохемиски градиенти
Разликите во концентрациите на јони (најмногу Na⁺, K⁺, Cl⁻, Ca²⁺) создаваат мембрански потенцијал (врз основа на пермеабилност и активен транспорт).
Нернстова равенка ја пресметува електричната потенцијална разлика за еден јон:
(или при физиолошки услови при 37°C).
Мембранскиот потенцијал е критичен за возбудливи клетки (неврони, кардиомиоцити) и за транспорт.
5. Патофизиолошки примери со клиничка релевантност
Цистична фиброза: мутација во CFTR (Cl⁻ канал) → нарушен Cl⁻ и транспорт на течности → леплива мукозна секреција.
Хипертензија/хипонатремија: нарушена Na⁺/K⁺-ATPаза или тубуларна реапсорпција во бубрегот може да влијае на волумен и крвен притисок.
Инсуфициенција на митохондриски транспорт: нарушена ATP синтеза води до миопатии, невродегенерација.
Аудиолошки нарушувања/хиперакузија: промените во клеточниот јонски состав и функцијата на јонските канали во уво/кохлеа можат да ја променат механичката трансдукција и перцепцијата на звук.
6. Практично значење и интервенции
Разбирањето на транспортните механизми е основа за фармаколошки интервенции (блокатори или активатори на каналите, инхибитори на пумпи, модулатори на носачи).
Клинички примери: диуретици (влијаат на натриум/калиум транспорт во бубрег), антиаритмици (модулираат јонски канали), лекови за епилепсија (на пр. Na⁺ канал блокатори).
Заклучок
Клеточниот транспорт е мултидисциплинарна област што ги поврзува молекуларните протеини (канали, пумпи, носачи), биофизиката на мембраните и физиологијата на ткивата. Балансот помеѓу пасивните и активните механизми, заедно со везикуларниот промет, овозможува нормална клеточна функција и хомеостаза во организмот. Нарушувањата на овие механизми предизвикуваат широк спектар на болести и се цел на бројни терапевтски стратегии.
No comments:
Post a Comment