Belangrijkste verschil - Actief versus passief transport

Actief en passief transport zijn twee methoden die moleculen door het celmembraan transporteren. Een celmembraan is een multitaskeenheid die structuur aan de cel geeft en tegelijkertijd de cytosolische inhoud beschermt tegen de extracellulaire omgeving. De beweging van moleculen in en uit de cel wordt bepaald door de fosfolipide dubbellaag, waardoor een delicate homeostase van de cel behouden blijft. De fosfolipide dubbellaag is semi-permeabel, waardoor sommige moleculen vrij door het membraan kunnen passeren door een concentratiegradiënt en sommige moleculen speciale structuren kunnen gebruiken om het membraan te passeren en andere om het membraan te passeren door gebruik te maken van cellulaire energie. De grootste verschil tussen actief en passief transport is dat: actief transport pompt moleculen tegen de concentratiegradiënt in met behulp van ATP-energie terwijl passief transport zorgt ervoor dat de moleculen het membraan door een concentratiegradiënt kunnen passeren, waarvoor geen cellulaire energie nodig is.

Dit artikel kijkt naar,

1. Wat is actief transport? - Definitie, typen, functie, hoe het werkt 2. Wat is passief transport? - Definitie, typen, functie, hoe het werkt 3. Wat is het verschil tussen actief en passief transport?

Wat is actief transport?

Actief transport is de beweging van moleculen over het membraan tegen de concentratiegradiënt in met behulp van enzymen en het gebruik van cellulaire energie. Het is nodig voor de accumulatie van moleculen zoals glucose, aminozuren en ionen in de cel in hoge concentraties. Er kunnen twee soorten actief transport worden onderscheiden: primair actief transport en secundair actief transport.

Primair actief transport

Tijdens primair actief transport wordt de aanwezigheid van stoffen in de extracellulaire vloeistof die de cel nodig heeft, herkend door de gespecialiseerde transmembraaneiwitten op het celmembraan, die dienen als pompen van transporterende moleculen. Deze transmembraaneiwitten worden aangedreven door ATP. Het primaire actieve transport is het duidelijkst in de natrium/kaliumpomp (Na+/K+ ATPase), die het rustpotentieel van de cel in stand houdt. De energie die vrijkomt bij de hydrolyse van ATP wordt gebruikt om drie natriumionen uit de cel en twee kaliumionen de cel in te pompen. Hier worden natriumionen getransporteerd van een lagere concentratie van 10 mM naar een hogere concentratie van 145 mM. Kaliumionen worden getransporteerd van een concentratie van 140 mM in de cel naar een concentratie van 5 mM extracellulaire vloeistof. De proton/kaliumpomp (H+/K+ ATPase) bevindt zich in het slijmvlies van de maag en zorgt voor een zure omgeving in de maag. Omeprazol is een proton/kaliumpompremmer, die de zure terugvloeiing in de maag vermindert. Gebruik tijdens zowel oxidatieve fosforylering als fotofosforylering van de elektronentransportketen primair actief transport om ook een reducerend vermogen te creëren. De werking van de natrium/kaliumpomp is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1: Natrium-/kaliumpomp

Secundair actief transport

Secundair actief transport wordt aangedreven door een elektrochemische gradiënt. Hier worden kanalen gemaakt door porievormende eiwitten. Met het secundair actief transport wordt een gelijktijdige beweging van een andere stof tegen de concentratiegradiënt waargenomen. Daarom kunnen de kanaaleiwitten die betrokken zijn bij het secundaire actieve transport worden geïdentificeerd als cotransporters. Er zijn twee soorten cotransporters: antiporters en symporters. Een bepaald ion en de opgeloste stof worden door antiporters in tegengestelde richtingen getransporteerd. Natrium/calciumwisselaar, die het herstel van de calciumionenconcentratie in de hartspiercel na de actiepotentiaal mogelijk maakt, is het meest voorkomende voorbeeld voor antiporters. Ionen worden door de concentratiegradiënt getransporteerd, terwijl de opgeloste stof door symporters tegen de concentratiegradiënt wordt getransporteerd. Hier worden beide moleculen in dezelfde richting over het celmembraan getransporteerd. SGLT2 is een symporter die glucose samen met de natriumionen de cel in transporteert. De functie van symporter en antiporter is weergegeven in figuur 2.

Figuur 2: De actie van Symporter en Antiporter

Wat is passief transport?

Passief transport is de beweging van moleculen over het membraan door een concentratiegradiënt zonder gebruik van cellulaire energie door de beweging. Het gebruikt natuurlijke entropie om moleculen van een hogere concentratie naar een lagere concentratie te verplaatsen totdat de concentratie gelijk wordt. Dan zal er geen netto beweging van moleculen zijn bij het evenwicht. Er worden vier hoofdtypen passief transport gevonden: osmose, eenvoudige diffusie, gefaciliteerde diffusie en filtratie. De eenvoudige beweging van moleculen door een permeabel membraan wordt genoemd eenvoudige diffusie. Kleine, niet-polaire moleculen gebruiken eenvoudige diffusie. De diffusieafstand moet kleiner zijn om een ​​betere doorstroming te behouden. Passief transport over het membraan wordt getoond in figuur 3.

Figuur 3: Passief transport

Gedurende gefaciliteerde diffusie, worden speciale transporteiwitten gebruikt om de beweging van polaire moleculen en grote ionen te sturen. Deze transporteiwitten zijn glycoproteïnen en zijn specifiek voor een bepaald eiwit. De GLUT4 is een glucosetransporter die glucose vanuit de bloedbaan naar de cel transporteert. Het wordt meestal gevonden in vet en skeletspieren. Drie soorten transporteiwitten zijn betrokken bij de gefaciliteerde diffusie: kanaaleiwitten, aquaporines en dragereiwitten. kanaal eiwitten maken hydrofobe tunnels door het membraan, waardoor de geselecteerde hydrofobe moleculen door het membraan kunnen gaan. Sommige kanaal eiwitten zijn te allen tijde geopend en sommige zijn gepoort zoals ionkanaaleiwitten. Aquaporines laat het water snel het membraan passeren. Dragereiwitten veranderen van vorm en transporteren doelmoleculen door het membraan. Gefaciliteerde diffusie door dragereiwitten wordt getoond in Figuur 4.

Figuur 4: Gefaciliteerde diffusie

Filtratie is de beweging van opgeloste stoffen samen met water als gevolg van de hydrostatische druk die wordt gegenereerd door het cardiovasculaire systeem. Het komt voor in het kapsel van Bowman in de nier. Osmose is de beweging van water door een selectief permeabel membraan. Het komt voor van een hoog waterpotentieel naar een laag waterpotentieel.

Verschil tussen actief en passief transport

Definitie

Actief transport: Actief transport pompt moleculen door het celmembraan tegen de concentratiegradiënt in.

Passief transport: Passief transport zorgt ervoor dat moleculen het celmembraan door een concentratiegradiënt kunnen passeren.

Mobiel energieverbruik

Actief transport: Actief transport maakt gebruik van cellulaire energie in de vorm van ATP.

Passief transport: Passief transport vereist geen cellulaire energie.

Soorten vervoer

Actief transport: Endocytose, exocytose, afscheiding van stoffen in de bloedbaan en natrium/kaliumpomp zijn de vormen van actief transport.

Passief transport: Diffusie, gefaciliteerde diffusie en osmose zijn de soorten passief transport.

Rol

Actief transport: Door actief transport kunnen moleculen het celmembraan passeren, waardoor het door de diffusie tot stand gebrachte evenwicht wordt verstoord.

Passief transport: Een dynamisch evenwicht van water, nutriënten, gassen en afvalstoffen wordt in stand gehouden door passief transport tussen het cytosol en de extracellulaire omgeving.

Deeltjes vervoeren

Actief transport: Ionen, grote eiwitten, complexe suikers en cellen worden getransporteerd door actief transport.

Passief transport: In water oplosbare moleculen zoals kleine monosachariden, lipiden, geslachtshormonen, koolstofdioxide, zuurstof en water worden getransporteerd door passief transport.

Belang

Actief transport: Actief transport is vereist voor het binnenkomen van grote, onoplosbare moleculen in de cel.

Passief transport: Passief transport maakt het behoud van een delicate homeostase tussen het cytosol en de extracellulaire vloeistof mogelijk.

Conclusie

Actief en passief transport zijn de twee methoden voor het transporteren van moleculen door het celmembraan. Actief transport pompt moleculen tegen een concentratiegradiënt in met behulp van cellulaire energie. Bij primair actief transport wordt ATP als energie gebruikt. Bij secundair actief transport wordt de elektrochemische gradiënt gebruikt om moleculen over het membraan te verplaatsen. Voedingsstoffen worden geconcentreerd in de cel door gebruik te maken van actief transport. Passieve diffusie zorgt ervoor dat kleine, niet-polaire moleculen over het membraan kunnen bewegen. Het gebeurt alleen via een concentratiegradiënt. Daarom wordt er geen energie gebruikt door het proces. Osmose en filtratie zijn ook methoden van passieve diffusie. Het belangrijkste verschil tussen actief transport en passief transport is echter hun mechanismen voor het transporteren van moleculen door het membraan.

Referentie: 1 "Passief transport en actief transport over een celmembraanartikel (artikel)." Khan Academie. n.p., n.d. Web. 03 mei 2017. 2. "Diffusie en passief transport." Khan Academie. n.p., n.d. Web. 03 mei 2017.

Afbeelding Hoffelijkheid:1. "Schema natrium-kaliumpomp-nl" door LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal - Eigen werk. Afbeelding hernoemd van Afbeelding: Natrium-Kalium_pump.svg (Public Domain) via Commons Wikimedia2. "Porters" door Lupask - Eigen werk, publiek domein) via Commons Wikimedia3. "Figuur 05 02 02" door CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia4. "Blausen 0213 CellularDiffusion" door personeel van Blausen.com (2014). "Medische galerij van Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. – Eigen werk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia