પટલ પરિવહન: કાર્ય, ભૂમિકા અને રોગો

પટલ પરિવહનમાં, પદાર્થો જૈવિક પટલમાંથી પસાર થાય છે અથવા પટલ દ્વારા સક્રિય રીતે પરિવહન થાય છે. સક્રિય પરિવહનથી વિપરીત, પ્રસરણ એ સૌથી સરળ પટલ પરિવહન માર્ગ છે અને તેને ઊર્જાની વધારાની જોગવાઈની જરૂર નથી. પટલના પરિવહનની વિકૃતિઓ વિવિધ વિવિધ રોગો સાથે સંકળાયેલી છે.

પટલ પરિવહન શું છે?

મેમ્બ્રેન ટ્રાન્સપોર્ટ એ છે જ્યારે પદાર્થો જૈવિક પટલમાંથી પસાર થાય છે અથવા સક્રિય રીતે પરિવહન થાય છે. બાયોમેમ્બ્રેન્સ કોષોના સાયટોપ્લાઝમ જેવા વિસ્તારને ઘેરી લે છે, જે બહારની દુનિયા માટે પ્રમાણમાં સ્વતંત્ર વાતાવરણ સાથે નિયંત્રિત પ્રદેશ બનાવે છે. કોષોની અંદર વિશિષ્ટ સેલ્યુલર વાતાવરણ માત્ર બહારની દુનિયાથી રક્ષણને કારણે જ સ્થાપિત અને જાળવી શકાય છે. બાયોમેમ્બ્રેનનું બાયલેયર સમાવે છે ફોસ્ફોલિપિડ્સ અને તે ફક્ત વાયુઓ માટે જ અભેદ્ય છે અને મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં તે ચાર્જ વગરના છે પરમાણુઓ. હાઇડ્રોફિલિક ધ્રુવીય આયનો અને અન્ય બાયોએક્ટિવ પદાર્થો માટે, લિપિડ બાયલેયર એક અવરોધને અનુરૂપ છે જેને દૂર કરવા માટે પરિવહનની વધારાની પદ્ધતિઓની જરૂર છે. મેમ્બ્રેન પરિવહન બાયોમેમ્બ્રેન દ્વારા પદાર્થોના પેસેજને અનુરૂપ છે. બે અલગ અલગ સિદ્ધાંતો આમાં ભૂમિકા ભજવે છે. પ્રથમ સિદ્ધાંત પ્રસરણ અથવા મુક્ત પ્રવેશ છે, બીજો પસંદગીયુક્ત છે સમૂહ પરિવહન સરળ પ્રસાર ઉપરાંત, કાર્યાત્મક સિદ્ધાંતો જેમ કે ચેનલ દ્વારા નિષ્ક્રિય પરિવહન પ્રોટીન અથવા વાહક પ્રોટીન અને સક્રિય પરિવહન ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પરિવહનનો ભાગ છે. બદલામાં મેમ્બ્રેન ટ્રાન્સલોકેટિંગ ટ્રાન્સપોર્ટમાં એન્ડોસાઇટોસિસ, એક્સોસાઇટોસિસ અને ટ્રાન્સસાઇટોસિસનો સમાવેશ થાય છે. મેમ્બ્રેન-વિસ્થાપન પરિવહન દરમિયાન પટલના ભાગો પોતે જ વિસ્થાપિત થતા હોવાથી, આને ક્યારેક મેમ્બ્રેન ફ્લક્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. પટલ પરિવહન સેલ્યુલર કાર્યો અને પર્યાવરણ સાથે સેલ સંચારને સમર્થન આપે છે. પસંદગીયુક્ત સમૂહ ટ્રાન્સફર મિકેનિઝમ્સ દ્વારા ટ્રાન્સફર સક્ષમ છે.

કાર્ય અને કાર્ય

બાયોમેમ્બ્રેનનું લિપિડ બાયલેયર અથવા બાયમોલેક્યુલર લિપિડ લેયર એક્સ્ટ્રાપ્લાઝમિક અને સાયટોપ્લાઝમિક જગ્યાના સ્વરૂપમાં જલીય ભાગો વચ્ચેના અવરોધને અનુરૂપ છે. કમ્પાર્ટમેન્ટ્સ વચ્ચે, માત્ર નાના પરમાણુઓ બાયોમેમ્બ્રેન દ્વારા ફેલાય છે, જેમ કે એસિટિક એસિડ ઉપરાંત પાણી. મોટા માટે પરમાણુઓ, પ્રસરણ દર પ્રમાણમાં ઓછો છે. નાના અણુઓ માટે પટલની અભેદ્યતાને અર્ધ-અભેદ્યતા પણ કહેવામાં આવે છે અને અભિસરણનો આધાર બનાવે છે. વર્તમાન ધારણાઓ અનુસાર, કોઈપણ બાયોમેમ્બ્રેન એ લિપિડ બાયલેયરની અંદર ક્ષણિક અનિયમિતતા સાથેનું પ્રવાહી માળખું છે. હાઇડ્રોફોબિક ગુણધર્મ ધરાવતા પરમાણુઓ તેમના વિભાજન ગુણાંકને કારણે હાઇડ્રોફોબિક પટલ પ્રદેશ દ્વારા ઓગળી જાય છે. સ્ટેરોઇડ જેવા મોટા કણો પણ હોર્મોન્સ પ્રસરણ દ્વારા પટલમાંથી પસાર થઈ શકે છે. બીજી બાજુ, વિશિષ્ટ પરમાણુઓ ચોક્કસ પટલ પરિવહનનો ઉપયોગ કરે છે. પરિવહન માર્ગ અભિન્ન પટલ પરિવહન સાથે જોડાયેલ છે પ્રોટીન ટ્રાન્સલોકેટર્સ તરીકે ઓળખાય છે. ચોક્કસ પરિવહન સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટ અને સંતૃપ્ત છે. આ પરિવહન માર્ગમાં ટ્રાન્સલોકેટર્સમાં એવા વાહકોનો સમાવેશ થાય છે જે સબસ્ટ્રેટથી ભરેલા હોય છે અને તેમના કાર્ગોને રજૂ કરવા માટે પટલમાં રચનાત્મક ફેરફારને પ્રેરિત કરી શકે છે. પરિવહનના પ્રમાણમાં ઊંચા દરોને કારણે, દરેક પટલમાં કાયમી પરિવહન ચેનલ અસ્તિત્વમાં છે. અભિન્ન પટલ પ્રોટીન પટલ પરિવહનમાં ભૂમિકાઓ સાથે સામાન્ય રીતે ઓલિગોમેરિક માળખાને અનુરૂપ હોય છે. ચોક્કસ પરિવહનમાં, વધારાના ઉર્જા વપરાશ વિના ઉત્પ્રેરિત પ્રસરણ અથવા ઊર્જા વપરાશ હેઠળ સક્રિય પરિવહન હાજર હોય છે. ઉત્પ્રેરક પ્રસરણ અને સક્રિય પરિવહન માત્ર એક જ કણોને દિશાવિહીન રીતે, બે કણોને એક જ દિશામાં અથવા વિરુદ્ધ દિશામાં લઈ જવાની શક્યતા પ્રદાન કરે છે. મેમ્બ્રેન ટ્રાન્સપોર્ટ પ્રોટીન દ્વારા ઉત્પ્રેરિત પ્રસરણ માત્ર નીચે મુજબ છે એકાગ્રતા સંતુલન વર્તમાન સાથે એકાગ્રતા કોષના બે ભાગો વચ્ચેના પદાર્થોનો ઢાળ. સક્રિય પરિવહન હંમેશા સામે થાય છે એકાગ્રતા ઢાળ બાહ્ય બાયોમેમ્બ્રેનના છિદ્રો હાઇડ્રોફિલિક કણોના બિન-વિશિષ્ટ માર્ગને સેવા આપે છે. બાયોમેમ્બ્રેનની વાસ્તવિક પરિવહન ચેનલમાં β-શીટ્સ હોય છે. મેમ્બ્રેન પરિવહન શરીરના તમામ કાર્યો અને શરીરના પેશીઓ માટે બદલી ન શકાય તેવું છે, જેમ કે નર્વસ સિસ્ટમ અને તેની વોલ્ટેજ-ગેટેડ આયન ચેનલો.

રોગો અને વિકારો

પટલ પરિવહન પ્રણાલીના વિક્ષેપથી સેલ્યુલરને ગંભીર નુકસાન થઈ શકે છે અને અંગોની નિષ્ફળતા પણ થઈ શકે છે. આંતરડા અથવા કિડનીની અંદર, પટલ પરિવહનની વિકૃતિઓ પરિણમે છે, ઉદાહરણ તરીકે, રિસોર્પ્શન અને સ્ત્રાવના વિકાર. મિટોકોન્ટ્રીયોપેથી, ઉદાહરણ તરીકે, લીડ પટલ પરિવહન વિકૃતિઓ માટે. આ કિસ્સામાં, એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ કે જે ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા ઊર્જા ઉત્પાદનને સક્ષમ કરે છે તે પ્રભાવિત થાય છે. આ સંદર્ભમાં એટીપી સિન્થેઝની વિકૃતિઓ ખાસ કરીને નોંધનીય છે. આ એન્ઝાઇમ એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પ્રોટીનમાંનું એક છે, જે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોટોન પંપની અંદર પરિવહન એન્ઝાઇમનું કાર્ય ધારે છે. સ્વસ્થ શરીરમાં, એન્ઝાઇમ એટીપીની જોગવાઈને ઉત્પ્રેરિત કરે છે અને એટીપી રચના હેઠળ પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ સાથે ઉર્જા તરફી પ્રોટોન પરિવહનને સક્ષમ કરે છે. તેથી એટીપી સિન્થેઝ એ માનવ જીવતંત્રમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઊર્જા પરિવર્તકો પૈકીનું એક છે, જે ઊર્જાના એક સ્વરૂપને બીજામાં પરિવર્તિત કરે છે. માઇટોકોન્ડ્રીયોપેથી હવે માઇટોકોન્ડ્રીયલ મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓની ખામી છે જે એટીપી સંશ્લેષણના પુરવઠામાં ઘટાડો કરે છે અને તેથી શરીરની કામગીરીમાં ઘટાડો કરે છે. વધુમાં, તમામ ટ્રાન્સપોર્ટર પ્રોટીન અને ઉત્સેચકો આખરે પરિવર્તન અથવા ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ ખામીઓથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે. ટ્રાન્સપોર્ટર પ્રોટીનની આનુવંશિક સામગ્રીમાં પરિવર્તનને કારણે અસરગ્રસ્ત પ્રોટીન સંશોધિત સ્વરૂપમાં હાજર રહે છે, જે સક્રિય બને છે. સમૂહ પરિવહન વધુ મુશ્કેલ. આ ઘટના સંબંધિત છે, ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક રોગો માટે નાનું આંતરડું. બદલામાં, મેમ્બ્રેન ફ્લક્સમાં વિક્ષેપ વિવિધ પ્રકારના રોગો સાથે સંકળાયેલ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એન્ડોસાયટોસિસ ઘણીવાર ગાંઠોમાં અવરોધે છે. ચેપ અથવા ન્યુરોજનરેટિવ રોગો પણ આ સંદર્ભમાં વિક્ષેપ પેદા કરી શકે છે. ક્ષતિગ્રસ્ત ચાલવાની ક્ષમતા અને ચેતા વહન વેગમાં ઘટાડો તેમજ સંવેદનાત્મક વિક્ષેપ સાથે ન્યુરોપેથીઓ ક્ષતિગ્રસ્ત પટલના પ્રવાહને કારણે ન્યુરોડિજનરેટિવ ફરિયાદોનું ઉદાહરણ છે. પણ, પરિવર્તન સંબંધિત હંટીંગ્ટન રોગ ન્યુરોજેનિકલી મેમ્બ્રેન ફ્લક્સને વિક્ષેપિત કરે છે. વધુમાં, ન્યુરોટ્રાન્સમીટર ઝેરના કારણે એક્સોસાઇટોસિસ ક્ષતિગ્રસ્ત થઈ શકે છે. ક્ષતિગ્રસ્ત એક્સોસાયટોસિસ પણ મેટાબોલિક રોગો જેમ કે સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ. પિનોસાયટોસિસની વિકૃતિઓ પણ હવે જેમ કે રોગો સાથે સંકળાયેલી છે અલ્ઝાઇમર રોગ મેમ્બ્રેન પરિવહનની વિકૃતિઓ માત્ર ઘણાં વિવિધ કારણો હોઈ શકે છે, પરંતુ આખરે લીડ સમાન રીતે ઘણા વિવિધ લક્ષણો અને વિવિધ પ્રકારના રોગો.