Membrántranszport, a passzív és az aktív transzport

A sejtek, illetve a sejtek belsejében található sejtalkotók határoló membránjuk közreműködésével veszik fel környezetükből a számukra szükséges anyagokat, és adják le anyagcseréjük termékeit. A membránon keresztül lejátszódó anyagfelvételt és –leadást transzportfolyamatnak nevezzük.

Az aktív és a passzív transzport A transzportfolyamatoknak energetikai szempontból alapvetően két típusuk van. A passzív transzport nem igényel sejtműködésből származó energiát, mivel a folyamat során csökken a koncentrációkülönbség a vizsgált anyagra nézve a membrán két oldala között. A folyamat során a vizsgált anyag részecskéi diffúzióval áramlanak a membránon keresztül a nagyobb koncentrációjú hely felől a kisebb koncentrációjú hely felé. Az aktív transzport ezzel szemben energiaigényes, mivel a szállítás során nő a koncentrációkülönbség. A folyamat energiaigényét a sejtműködésből származó ATP hidrolízise fedezi.

A membránok foszfatid rétegén egyszerű diffúzióval átjutnak a kisméretű apoláris (O2, CO2) és gyengén poláris molekulák (pl. etilalkohol) és a víz. Nem léphetnek át rajta az ionok, a nagyobb molekulájú poláris anyagok (pl. szőlőcukor) és a makromolekulák (pl. fehérjék, nukleinsavak).

A membránon szabadon átdiffundáló részecskék transzportja kizárólag passzív lehet, és irányát a koncentrációkülönbség határozza meg. A sejtek nem képesek ezeknek az anyagoknak a felvételét és leadását szabályozni. Ezzel magyarázható, miért lehet szén-dioxidmérgezést kapni, ha túlságosan magas a belélegzett levegő szén-dioxid tartalma. A magas külső koncentráció miatt a sejtek nem tudják leadni a sejtlégzés során képződő szén-dioxidot, éppen ellenkezőleg, szén-dioxidot vesznek fel környezetükből.

Az ionok (pl. Na+, Ca2+, K+, H3O+) és az erősen poláris, vízben oldódó anyagok (szőlőcukor, aminosavak) felvétele és leadása membránfehérjék közreműködésével történik. A membránfehérjék csak meghatározott anyagokat engednek át, vagyis a közreműködésükkel történő anyagszállítás szabályozott folyamat. A koncentrációviszonyoktól függően a transzport passzív és aktív is lehet.

Membránfehérjék közvetítésével történő transzport