Du transport de masse passif est la diffusion de substrats à travers une biomembrane. Cette diffusion a lieu le long du gradient de concentration et ne nécessite aucune énergie. Le processus de diffusion peut, par exemple, être perturbé dans les intestins des patients VIH.
Qu'est-ce que le transport de masse passif?
Les cellules ou formations cellulaires sont séparées les unes des autres dans le corps par une biomembrane. Grâce à ses structures spécialisées, cette couche de séparation flexible permet le transport de molécules spécifiques et d'informations dans et hors de l'intérieur de la cellule.
Il existe deux modes fondamentaux de transport des substances dans et hors de la membrane. Les membranes ont une perméabilité sélective. Ils permettent à certaines substances de se diffuser alors qu'ils agissent comme une barrière pour d'autres.
Le transport actif de substances permet aux membranes de s'ouvrir de manière ciblée pour des molécules auxquelles elles ne sont effectivement pas perméables en raison de leur charge, concentration ou taille. Le transport actif a toujours lieu avec l'utilisation de l'énergie. Une distinction doit être faite entre cela et le type de transport de masse du transport passif. Aucune énergie n'est requise dans cette forme de mouvement de matière à travers une membrane cellulaire. Le transport passif doit être assimilé aux processus de diffusion qui ont lieu le long du gradient de concentration et produisent un équilibre de concentration entre les deux côtés de la membrane.
Fonction et tâche
Dans une cellule ou un compartiment de cellule, il existe un certain environnement chimique et de charge nécessaire au fonctionnement de la cellule. Ce milieu n'est entretenu que par les propriétés de la biomembrane et la perméabilité sélective. Le transport de substance passive et active fournit à la cellule ou au compartiment de la cellule exactement la bonne quantité avec exactement les substances nécessaires à un environnement bénéfique.
Il existe deux types différents de transport passif. La diffusion simple affecte les molécules liposolubles et se produit à une vitesse extrêmement lente. Ils diffusent librement à travers la membrane cellulaire. Cette forme de transport passif est celle qui demande le moins d'effort. Le deuxième type de diffusion passive est la diffusion facilitée, qui à son tour peut être divisée en deux sous-formes. L'une de ces sous-formes est la diffusion facilitée médiée par le porteur. Avec cette forme de transfert de masse passif, la membrane capte le substrat à l'aide d'un soi-disant support. Le support est une protéine qui identifie la substance à laquelle le substrat se lie. Comme la diffusion simple a lieu à une vitesse lente, le support aide à transporter la substance à travers la biomembrane. Le nombre de toutes les molécules porteuses est limité.
Pour cette raison, le transport à travers une molécule porteuse est soumis à une cinétique de saturation. Le transport passif de substances par des molécules porteuses peut également être soumis à une inhibition compétitive. Lorsqu'une molécule porteuse se connecte à son substrat, elle change sa conformation et se réorganise en conséquence. En conséquence, la molécule de substrat est transportée à travers la biomembrane et n'est à nouveau libérée que du côté opposé.
Certains porteurs ne peuvent transporter qu'une seule molécule à la fois et ont donc un uniport. D'autres supports ont des sites de liaison pour deux substrats moléculaires différents et ne changent de conformation que lorsque les deux sites de liaison sont occupés. Les deux molécules sont soit symportées dans la même direction, soit antiport dans des directions opposées. Il n'y a pas de dépendance au gradient électrique.
Le deuxième type de diffusion facilitée se fait à travers les pores et les canaux. Cette forme de transport affecte particulièrement les acides aminés. Pendant le transport des ions, par exemple, le substrat de l'acide aminé est absorbé dans la membrane cellulaire à travers les pores. Les canaux sont formés par des protéines. Il existe des sites de liaison spéciaux sur ces canaux contenant des protéines. La diffusion facilitée à travers les pores et les canaux est un transport de matière sélectif qui peut être influencé électriquement et chimiquement.
Presque tous les canaux ne sont ouverts qu'en réponse à certains signaux. Un canal contrôlé par un ligand, par exemple, ne réagit qu'à une substance messagère telle qu'une hormone. Certains canaux sont contrôlés en tension et ouverts à la diffusion avec un changement de potentiel de membrane. Après l'égalisation de concentration, les canaux se referment.
Maladies et affections
Si la perméabilité membranaire et donc également le transport de masse passif est perturbée, la perméabilité des différents ions n'est plus idéalement régulée. De tels troubles de la perméabilité membranaire se développent souvent à partir de maladies cardiovasculaires et altèrent parfois l'équilibre électrolytique.
Parfois, les troubles de la perméabilité membranaire sont également héréditaires. Différentes protéines forment la biomembrane et lui confèrent une double couche lipidique sélectivement perméable. Lorsque les protéines impliquées sont modifiées, la perméabilité de la membrane change également. Ce phénomène se produit, par exemple, chez le Myotonia congenita Thomsen. Ce trouble génétique de la fonction musculaire provoque la mutation d'un gène responsable du codage des canaux chlorure individuels dans les membranes des fibres musculaires. En raison de la mutation, la perméabilité aux ions chlorure est réduite et provoque ainsi une raideur musculaire.
Les maladies auto-immunes peuvent également être dirigées contre la biomembrane, par exemple le syndrome des antiphospholipides. Le système immunitaire attaque les protéines de la membrane liées aux phospholipides dans le cadre de la maladie. La tendance accrue du sang à coaguler augmente également le risque de crise cardiaque et d'accident vasculaire cérébral.
Les maladies mitochondriales modifient également la perméabilité des membranes. Les mitochondries sont les propres centrales énergétiques du corps, qui libèrent des radicaux libres lors de la production d'énergie. Ces substances sont interceptées chez des personnes en bonne santé. Ce processus échoue chez les patients atteints de mitochondiopathie, ce qui endommage les membranes et réduit considérablement la capacité des mitochondries à produire de l'énergie.
Le transport passif et actif de substances à travers les membranes de l'intestin grêle est particulièrement affecté par des troubles tels que l'entéropathie VIH. Ce phénomène affecte particulièrement les patients VIH atteints de diarrhée chronique et peut être associé à une activité réduite des enzymes interstinales.
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