સક્રિય દ્રાવ્ય પરિવહન: કાર્ય, ભૂમિકા અને રોગો

સક્રિય દ્રાવ્ય પરિવહન એ બાયોમેમ્બ્રેન પર સબસ્ટ્રેટના પરિવહનનું એક સ્વરૂપ છે. સક્રિય પરિવહન એ સામે થાય છે એકાગ્રતા અથવા ચાર્જ ગ્રેડિયન્ટ અને ઊર્જા વપરાશ હેઠળ થાય છે. મિટોકોન્ડ્રીયોપેથીમાં, આ પ્રક્રિયા ક્ષતિગ્રસ્ત છે.

સક્રિય દ્રાવ્ય પરિવહન શું છે?

સક્રિય દ્રાવ્ય પરિવહન એ બાયોમેમ્બ્રેન પર સબસ્ટ્રેટના પરિવહનનો એક પ્રકાર છે. માનવ શરીરમાં, ફોસ્ફોલિપિડ અને બાયલેયર બાયોમેમ્બ્રેન્સ વ્યક્તિગત કોષના ભાગોને અલગ કરે છે. તેમના પટલના ઘટકોના આધારે, વિવિધ બાયોમેમ્બ્રેન પસંદગીમાં સક્રિય ભૂમિકાઓ ધારે છે સમૂહ પરિવહન કેટલાક કમ્પાર્ટમેન્ટ્સ વચ્ચે અલગ પાડતા સ્તર તરીકે, બાયોમેમ્બ્રેન મોટાભાગના બધા માટે આંતરિક રીતે અભેદ્ય છે. પરમાણુઓ. માત્ર લિપોફિલિક, નાના અને હાઇડ્રોફોબિક પરમાણુઓ લિપિડ બાયલેયર દ્વારા મુક્તપણે ફેલાવો. આ પ્રકારની ટ્યુન્ડ મેમ્બ્રેન અભેદ્યતાને પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. પ્રસરેલું પરમાણુઓ સમાવેશ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગેસ, આલ્કોહોલ અને યુરિયા પરમાણુ આયનો અને અન્ય જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થો મોટે ભાગે હાઇડ્રોફિલિક હોય છે અને બાયોમેમ્બ્રેનના અવરોધ દ્વારા બંધ થાય છે. આયનો માટે ક્રમમાં, પાણી અને મોટા કણો જેમ કે શર્કરા ફેલાવવા માટે, બાયોમેમ્બ્રેન પરિવહન ધરાવે છે પ્રોટીન. તેઓ પદાર્થોના પરિવહનમાં સક્રિયપણે સામેલ છે. બાયોમેમ્બ્રેન દ્વારા પરિવહનને મેમ્બ્રેન ટ્રાન્સપોર્ટ અથવા મેમ્બ્રેન ફ્લક્સ પણ કહેવામાં આવે છે, જો પ્રક્રિયામાં પટલ પોતે જ વિસ્થાપિત થાય છે. બાયોમેમ્બ્રેન્સ અને તેમની પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતા કોષની અંદર ચોક્કસ સેલ્યુલર વાતાવરણ જાળવી રાખે છે જે આંતરિક કાર્યાત્મક પ્રક્રિયાઓને પ્રોત્સાહન આપે છે. કોષ અને તેના ભાગો તેમના પર્યાવરણ સાથે વાતચીત કરે છે અને પસંદગીયુક્તમાં જોડાય છે સમૂહ અને કણોનું વિનિમય. સક્રિય દ્રાવ્ય પરિવહન જેવી મિકેનિઝમ્સ આ આધારે પટલના પસંદગીયુક્ત માર્ગને મંજૂરી આપે છે. સક્રિય દ્રાવ્ય પરિવહનને નિષ્ક્રિય દ્રાવ્ય પરિવહન અને પટલ-વિસ્થાપિત દ્રાવ્ય પરિવહનથી અલગ પાડવું આવશ્યક છે.

કાર્ય અને કાર્ય

બાયોમેમ્બ્રેન પર પદાર્થોનું પરિવહન સક્રિય અથવા નિષ્ક્રિય રીતે થાય છે. નિષ્ક્રિય પરિવહનમાં, અણુઓ ચોક્કસ દિશામાં ઊર્જા વપરાશ વિના કલામાંથી પસાર થાય છે. એકાગ્રતા અથવા સંભવિત ઢાળ. આમ, નિષ્ક્રિય પરિવહન એ પ્રસરણનું વિશેષ સ્વરૂપ છે. આમ, મેમ્બ્રેન ટ્રાન્સપોર્ટની મદદથી પણ મોટા અણુઓ પટલની બીજી બાજુ સુધી પહોંચે છે. પ્રોટીન. બીજી તરફ, સક્રિય પરિવહન એ એક પરિવહન પ્રક્રિયા છે જે બાયોસિસ્ટમના ઢાળ સામે ઊર્જાના વપરાશ સાથે થાય છે. વિવિધ અણુઓ આમ રસાયણ સામે પટલમાં પસંદગીયુક્ત રીતે પરિવહન કરી શકાય છે એકાગ્રતા ઢાળ અથવા વિદ્યુત સંભવિત ઢાળ. આ ખાસ કરીને ચાર્જ થયેલા કણો માટે ભૂમિકા ભજવે છે. ચાર્જ પાસાઓ ઉપરાંત, એકાગ્રતાના પાસાઓ પણ ઊર્જા માટે સુસંગત છે સંતુલન આનું. બંધ પ્રણાલીમાં એન્ટ્રોપીના ઘટાડાથી એકાગ્રતા ઢાળના એમ્પ્લીફિકેશન તરફ દોરી જાય છે. આ સંબંધ ઊર્જામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે સંતુલન વિદ્યુત ક્ષેત્ર અથવા વિશ્રામી પટલ સંભવિત સામે ચાર્જ પરિવહન તરીકે. જો કે આપણે ચાર્જ અથવા ઊર્જા સાથે ચિંતિત છીએ સંતુલન સિસ્ટમમાં, કણોની સાંદ્રતા અને તેના ફેરફારને પસંદગીયુક્ત રીતે અભેદ્ય બાયોમેમ્બ્રેનને કારણે અલગથી ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. સક્રિય પરિવહન માટે ઊર્જા એક તરફ રાસાયણિક બંધનકર્તા ઊર્જા તરીકે પૂરી પાડવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે એટીપીના હાઇડ્રોલિસિસના સ્વરૂપમાં. બીજી બાજુ, ચાર્જ ગ્રેડિયન્ટનું ભંગાણ પ્રેરક બળ તરીકે કામ કરી શકે છે અને આમ વિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે છે. ઉર્જા જોગવાઈની ત્રીજી સંભાવના સંબંધિત સંચાર પ્રણાલીમાં હાજર એન્ટ્રોપીમાં વધારો થવાથી અને આ રીતે અન્યત્ર એકાગ્રતા ઢાળના વિઘટનથી પરિણમે છે. વિદ્યુત ઢાળ સામેના પરિવહનને ઇલેક્ટ્રોજેનિક કહેવામાં આવે છે. ઊર્જાના સ્ત્રોત અને કાર્યના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, પ્રાથમિક, ગૌણ અને તૃતીય સક્રિય પરિવહન વચ્ચે તફાવત કરવામાં આવે છે. જૂથ ટ્રાન્સલોકેશન એ સક્રિય પરિવહનનું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ છે. પ્રાથમિક સક્રિય પરિવહન ત્યારે થાય છે જ્યારે એટીપીનો વપરાશ થાય છે અને અકાર્બનિક આયનો અને પ્રોટોન પરિવહન એટીપીસેસ દ્વારા બાયોમેમ્બ્રેન દ્વારા કોષની બહાર લઈ જવામાં આવે છે. એક આયનને આમ આયન પંપની મદદથી પમ્પ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, નીચલા સંકેન્દ્રિત બાજુથી ઉચ્ચ કેન્દ્રિત બાજુ સુધી. આ સોડિયમ-પોટેશિયમ માનવ શરીરમાં આ પ્રક્રિયાનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગ પંપ છે. તે સકારાત્મક ચાર્જથી બહાર પંપ કરે છે સોડિયમ ATP વપરાશ હેઠળના આયનો અને તે જ સમયે ધન ચાર્જમાં પંપ કરે છે પોટેશિયમ કોષમાં આયનો. આમ, ચેતાકોષોની વિશ્રામી ક્ષમતા સ્થિર રહે છે અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન પેદા અને પ્રસારિત કરી શકાય છે. ગૌણ સક્રિય પરિવહનમાં, કણો ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળ સાથે પરિવહન થાય છે. ગ્રેડિયન્ટની સંભવિત ઉર્જા વિદ્યુત ઢાળ અથવા સાંદ્રતા ઢાળ સામે સમાન દિશામાં બીજા સબસ્ટ્રેટને પરિવહન કરવા માટે ડ્રાઇવ તરીકે કામ કરે છે. આ સક્રિય પરિવહન ખાસ કરીને ભૂમિકા ભજવે છે સોડિયમ-ગ્લુકોઝ માં symport નાનું આંતરડું. જો બીજા સબસ્ટ્રેટને વિરુદ્ધ દિશામાં પરિવહન કરવામાં આવે છે, તો ગૌણ સક્રિય પરિવહન પણ હાજર હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, સોડિયમ-કેલ્શિયમ સોડિયમ-કેલ્શિયમ એક્સ્ચેન્જર્સનો ઉપયોગ કરીને એન્ટિપોર્ટ. તૃતીય સક્રિય પરિવહન પ્રાથમિક સક્રિય પરિવહન પર આધારિત ગૌણ સક્રિય પરિવહન દ્વારા સ્થાપિત એકાગ્રતા ઢાળનો ઉપયોગ કરે છે. આ પ્રકારનું પરિવહન મુખ્યત્વે ડાય- અને ટ્રિપેપ્ટાઇડ પરિવહન માટે ભૂમિકા ભજવે છે નાનું આંતરડું, જે પેપ્ટાઈડ ટ્રાન્સપોર્ટર દ્વારા કરવામાં આવે છે 1. ગ્રુપ ટ્રાન્સલોકેશન ટ્રાન્સપોર્ટ્સ મોનોસેકરાઇડ્સ or ખાંડ આલ્કોહોલ્સ સક્રિય પરિવહનના વિશેષ સ્વરૂપ તરીકે, રાસાયણિક રીતે પરિવહન પદાર્થોને ફોસ્ફોરીલેશન દ્વારા સંશોધિત કરીને. ફોસ્ફોએનોલપાયરુવિક એસિડ ફોસ્ફોટ્રાન્સફેરેસ સિસ્ટમ આ પ્રકારના પરિવહનનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઉદાહરણ છે.

રોગો અને વિકારો

Energyર્જા ચયાપચય તેમજ ચોક્કસ ટ્રાન્સપોર્ટર ઉત્સેચકો અને ટ્રાન્સપોર્ટર પ્રોટીન સક્રિય મેટાબોલિક પરિવહનમાં ભૂમિકા ભજવે છે. જો ટ્રાન્સપોર્ટર પ્રોટીન અથવા ઉત્સેચકો પ્રશ્નમાં, આનુવંશિક સામગ્રીના ટ્રાન્સક્રિપ્શનમાં પરિવર્તન અથવા ભૂલોને કારણે, તેમના મૂળ શારીરિક રીતે આયોજિત સ્વરૂપમાં હાજર નથી, તો સક્રિય ચયાપચય પરિવહન ફક્ત મુશ્કેલી સાથે જ શક્ય છે અથવા, આત્યંતિક કિસ્સાઓમાં, બિલકુલ નહીં. ના કેટલાક રોગો નાનું આંતરડું, ઉદાહરણ તરીકે, આ ઘટના સાથે સંકળાયેલા છે. વિક્ષેપિત એટીપી પુરવઠા સાથેના રોગો સક્રિય પદાર્થના પરિવહન અને કારણ પર પણ વિનાશક અસર કરી શકે છે કાર્યાત્મક વિકાર વિવિધ અંગો. આવા રોગોના અમુક કિસ્સાઓમાં માત્ર એક જ અંગને અસર થાય છે. ઘણી બાબતો માં, energyર્જા ચયાપચય ડિસઓર્ડર એ બહુ-અંગોના રોગો છે જેનો ઘણીવાર આનુવંશિક આધાર હોય છે. તમામ મિટોકોન્ડ્રીયોપેથીમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશન દ્વારા ઊર્જા ઉત્પાદનમાં સામેલ એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ પ્રભાવિત થાય છે. આ વિકૃતિઓમાં, ખાસ કરીને, એટીપી સિન્થેઝના વિક્ષેપનો સમાવેશ થાય છે. આ એન્ઝાઇમ એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પ્રોટીનમાંનું એક છે અને આ રીતે દેખાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોટોન પંપમાં પરિવહન એન્ઝાઇમ તરીકે. એન્ઝાઇમનું મુખ્ય કાર્ય એટીપીના સંશ્લેષણને ઉત્પ્રેરિત કરવાનું છે. ઉર્જા પ્રદાન કરવા માટે, એટીપી સિન્થેઝ ક્રોસ-લિંક પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ સાથે એટીપી રચના સાથે પ્રોટોન ટ્રાન્સપોર્ટને ઉત્સાહપૂર્વક તરફેણ કરે છે. આમ, એટીપી સિન્થેઝ એ માનવ શરીરમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઉર્જા કન્વર્ટર્સ પૈકીનું એક છે અને તે ઊર્જાના એક સ્વરૂપને ઊર્જાના અન્ય સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. મિટોકોન્ડ્રીયોપેથી એ મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓની ખામી છે અને એટીપી સંશ્લેષણમાં ઘટાડો થવાને કારણે શરીરની કામગીરીમાં ઘટાડો થાય છે.