能動/受動細胞輸送 (膜を介した) の定義

細胞は生命の構造の基本単位です。 それらは活気に満ちた小さな都市のようなもので、都市と同じように、交通機関や物資の交換が行われます。 外装と内装の間の材料はすべてが機能するために不可欠であり、厳密に管理する必要があります チェックした。 細胞膜は細胞を外界から隔てる障壁であり、細胞に出入りするすべての物質は細胞膜を通過しなければならず、通過の調節を行っています。

細胞膜: 選択的フロンティア

膜は、特定の物質の通過を許可し、他の物質の通過を遮断するフィルターのようなものです。 で構成されています。 二重層 として知られる脂質の一種 リン脂質 タンパク質が埋め込まれています。 これらのタンパク質は、 キャリアタンパク質 そして、その名前が示すように、細胞に出入りする流れを制御しながら、物質の通過を促進します。

いくつかのキャリアタンパク質 チャネルを形成する、材料の通過を可能にするために開閉するゲートに相当します。 は チャネルタンパク質 それらは細胞のニーズに基づいて開閉し、多数の信号に応答します。 このタイプのタンパク質は、として知られる一種の細胞輸送に関与します。 受動的促進輸送または促進拡散.

として知られる他の種類のトランスポータータンパク質があります。 爆弾 そしてそれらはカタパルトと同じように機能し、一方の側で分子を捕捉し、それを膜のもう一方の側に向かって投げます。 これらの種類のタンパク質は、 アクティブトランスポート.

濃度勾配: 細胞輸送の原動力

膜の両側には、有機分子と鉱物分子の水溶液（これは溶媒が水であることを意味します）があります。 存在する各物質について、溶液には 濃度が違う; つまり、ある程度の量の溶質が溶解しています。

たとえば、250ml グラス (グラスに入る液体の量) にレモネードを 2 杯用意したが、そのうちの 1 杯が 砂糖大さじ2と残り4を入れていますが、大さじ4だと確かに甘すぎて砂糖濃度が高くなります。 もう一方のグラスは濃度が低く、甘味が少なくなります。 両方のグラスの中身を混ぜると、混合物の風味は中間点で均一になります。 両方の溶液の間で、おそらく今、適切なポイントを備えた0.5リットルのレモネードができているでしょう。 砂糖。 これはその方法の一例です 溶質は濃度勾配を下って移動します. ビーカーを混合すると、溶液全体が同じ濃度に達して動きが止まるまで、糖分子は濃度の高い溶液から濃度の低い溶液に移動しました。

パッシブトランスポート

受動的な輸送は、蛇口をひねると単に水が制御不能に流れるのに似ています。 エネルギーを無駄にせずに. この段階では、 物質は濃度勾配を下って移動しますつまり、レモネードのグラスの例のように、濃度が高いところから濃度が低いところまで、平衡に達するまで続きます。 受動輸送には、単純拡散と促進拡散の 2 つのタイプがあります。

単純な拡散

このタイプの輸送では、酸素や二酸化炭素などの小分子が濃度勾配を下って細胞膜を通過します。

このプロセスは、レモネードのグラスや香水の香りがグラスに広がる場合の例に似ています。 部屋: 香りが分散するまで、分子は香水の多い場所から少ない場所へと移動します。 均等に。

促進拡散

より大きな分子や帯電した分子は膜を通過できないため、通過するには助けが必要です。 ここは、 チャネルトランスポータータンパク質.

の 分子は勾配に沿ってチャネルを通過します。しかし、これらのチャネルは細胞の状態に応じて閉じたり開いたりすることがあります。 チャンネルが閉じている場合膜の両側に濃度勾配があるにもかかわらず、 何も動かないだろう.

浸透

それは細胞膜を横切る水の単純な拡散です。. 水には膜脂肪を通過する驚くべき能力があるため、細胞は水分含有量を注意深く制御する必要があります。

細胞が内部よりも塩分濃度の高い環境にある場合、水が細胞の外に漏れ出て外部の塩分を薄め、細胞の収縮を引き起こす可能性があります。 一方、外部環境の塩分が少ない場合、水が細胞内に入り込み、細胞が膨張し、破裂する可能性があります。 これを回避するには、 植物細胞は硬い細胞壁を持っています これは細胞を含み、限界を超えて体積が増加するのを防ぎます。

壁のない動物細胞塩分濃度が厳しく管理された環境でなければなりません。そうしないと、健康被害を被る可能性があります。 浸透圧ショック そして死ぬ。 このため、排泄系をつかさどる血液の塩分バランスは非常に重要です。

アクティブトランスポートと例

パッシブトランスポートとは異なり、 活発な輸送にはエネルギー消費が必要です. 細胞 エネルギーを使って物質をその濃度勾配に逆らって移動させるつまり、集中力が低いところから集中力が高いところまでです。 細胞 エネルギーを使ってポンプタンパク質を活性化する、細胞壁の構造について話したときに話したカタパルトです。

アクティブトランスポート中、 トランスポータータンパク質はエネルギーを消費します 物質をその勾配に逆らって直接送り出すことができます。 イオンや無機塩は、この種のプロセスによって勾配に逆らって移動することがある物質です。 一例は、筋肉やニューロンの機能に不可欠なナトリウム-カリウムポンプです。

また、キャリアタンパク質が受動輸送と連動して機能することもあります。 この場合、勾配を支持するステップは、その勾配に逆らって横切る物質を「押す」か、または引きずります。 あたかも慣性を利用して前進しているかのようです。 一例は、腸細胞におけるグルコース輸送であり、そこではナトリウムが細胞から汲み出されます。 ナトリウム-カリウムポンプは、それを利用してグルコースが細胞に入ることができる勾配を生成します。 "押す"。

エンドサイトーシス

もう 1 つの能動輸送機構はエンドサイトーシスです。 物質をその勾配に逆らって輸送する、のために使用されます より大きな粒子、細菌または細胞とほぼ同じ大きさです。 この場合、 細胞が粒子を「飲み込む」. この仕組みは、 単細胞生物の主な食物形態 そして、マクロファージとして知られる免疫系の細胞の一部は、体内に侵入した病原体を食べます。

他にも輸送メカニズムはありますが、露出したメカニズムが主要なものであり、細胞内で最も一般的なものです。