Membránový transport

Tento spôsob transportu je pasívny a nespotrebúva energiu.

Hlavné spôsoby prenosu signálov v bunkách

Iónový kanál je transmembránový proteín, ktorého štruktúra tvorí v plazmatickej membráne tunel. Týmto tunelom môžu do alebo z bunky difundovať ióny v smere elektrochemického gradientu. Iónový kanál je dynamická štruktúra, ktorej priepustnosť sa môže s vysokou frekvenciou meniť. Podľa spôsobu riadenia ich priepustnosti sa rozdeľujú na 5 skupín:

• trvalo otvorené iónové kanály – zabezpečujú obojsmernú priepustnosť pre ióny a malé molekuly; kanály pre vodu sa označujú ako akvaporíny
• iónové kanály riadené napätím – priepustnosť ovplyvňuje zmena elektrického potenciálu bunkovej membrány (typicky Ca²⁺, K⁺ a Na⁺ kanály)
• iónové kanály riadené chemicky – kanály, ktoré reagujú na signálové molekuly (ligandy, mediátory); môžu byť:
  • ionotropné – s priamou väzbou na receptor, rýchly (najmä receptory pre excitačné aminokyseliny)
  • s nepriamou väzbou – cez tzv. „druhého posla“; cesta je signálová molekula + samostatný receptor + prevodná látka (najčastejšie G-proteín) + efektor → vzniká „druhý posol“ (napr. cAMP) + kanál a jeho zmena stavu
• iónové kanály riadené napätím aj chemicky
• iónové kanály riadené mechanicky – sú hlavne súčasťou mechanoreceptorov a viazané na cytoskelet (sú napríklad v receptoroch vnútorného ucha)

Facilitovaná difúzia je spôsob transportu, ktorý využíva transportné proteíny plazmatickej membrány. Molekula sa na proteín naviaže, čo spôsobí zmenu jeho tvaru a presun molekuly na opačnú stranu membrány. Tento prenos je podstatne rýchlejší ako jednoduchá difúzia, pričom rýchlosť závisí na:

• strmosti elektrochemického gradientu
• transportnej rýchlosti konkrétneho typu transportného proteínu (ktorá nezávisí len od jeho štruktúry ale i od okolitého prostredia – napr. pH)
• počte transportných proteínov v plazmatickej membráne (naň majú vplyv napríklad niektoré hormóny)

Na svoje fungovanie spotrebúva energiu vo forme štiepenia ATP. Typickým a najrozšírenejším príkladom je Na⁺-K⁺ pumpa, ktorá sa vyskytuje v membránach prakticky všetkých buniek a ktorá udržuje stabilný pomer koncentrácií týchto iónov v bunke a mimo nej. Transportuje Na⁺ von z bunky a K⁺ do bunky a spotrebúva jednu až dve tretiny energie bunky. Transportný proteín má ATP-ázovú aktivitu, štiepi ATP na ADP a fosfát na následne uvoľnená energia stačí na prenos 3 Na⁺ von a 2 K⁺ do bunky. Rýchlosť transportu ovplyvňuje pri dostatku energie iba rýchlosť samotného transportného proteínu a jeho počet na membráne.

Primárne aktívny transport prebieha proti smeru elektrochemického gradientu a vyžaduje preto energiu.

Tento systém pre svoje fungovanie nepotrebuje energiu priamo a je preto de facto pasívny. Pracuje však vždy v spojení s iným systémom, ktorý energiu spotrebúva. Ak tieto systémy transportujú dve látky rovnakým smerom, označuje sa ako symport, ak každá smeruje na opačnú stranu membrány, antiport.