Sự khác biệt chính - Vận chuyển chủ động và thụ động

Vận chuyển chủ động và thụ động là hai phương thức vận chuyển các phân tử qua màng tế bào. Màng tế bào là một đơn vị đa nhiệm tạo cấu trúc cho tế bào đồng thời bảo vệ thành phần tế bào khỏi môi trường ngoại bào. Sự di chuyển của các phân tử trong và ngoài tế bào được xác định bởi lớp kép phospholipid, duy trì sự cân bằng nội môi mỏng manh của tế bào. Lớp kép phospholipid có tính bán thấm, cho phép một số phân tử tự do đi qua màng qua một gradient nồng độ và một số phân tử sử dụng cấu trúc đặc biệt để đi qua màng và những phân tử khác đi qua màng bằng cách sử dụng năng lượng tế bào. Các Sự khác biệt chính giữa vận chuyển chủ động và thụ động là vận chuyển tích cực bơm các phân tử chống lại gradient nồng độ sử dụng năng lượng ATP nhưng trái lại vận chuyển thụ động cho phép các phân tử đi qua màng thông qua một gradient nồng độ, không cần năng lượng tế bào.

Bài viết này xem xét,

1. Vận tải chủ động là gì - Định nghĩa, Loại, Chức năng, Cách thức hoạt động 2. Vận tải thụ động là gì - Định nghĩa, Loại, Chức năng, Cách thức hoạt động 3. Sự khác biệt giữa Vận chuyển Chủ động và Vận chuyển Bị động

Vận tải chủ động là gì

Vận chuyển tích cực là sự di chuyển của các phân tử qua màng chống lại gradient nồng độ với sự hỗ trợ của các enzym và việc sử dụng năng lượng tế bào. Nó cần thiết cho sự tích tụ các phân tử như glucose, axit amin và ion bên trong tế bào ở nồng độ cao. Có thể xác định hai loại vận chuyển tích cực: vận chuyển tích cực sơ cấp và vận chuyển tích cực thứ cấp.

Vận chuyển chủ động chính

Trong quá trình vận chuyển tích cực sơ cấp, sự hiện diện của các chất trong dịch ngoại bào mà tế bào yêu cầu được nhận biết bởi các protein xuyên màng chuyên biệt trên màng tế bào, chúng đóng vai trò như máy bơm vận chuyển các phân tử. Các protein xuyên màng này được cung cấp năng lượng bởi ATP. Sự vận chuyển tích cực chính thể hiện rõ nhất ở bơm natri / kali (Na + / K + ATPase), nó duy trì điện thế nghỉ của tế bào. Năng lượng được giải phóng từ quá trình thủy phân ATP được sử dụng để bơm ba ion natri ra khỏi tế bào và hai ion kali vào tế bào. Tại đây, các ion natri được vận chuyển từ nơi có nồng độ thấp hơn 10 mM đến nơi có nồng độ cao hơn là 145 mM. Các ion kali được vận chuyển từ nồng độ 140 mM bên trong tế bào đến nồng độ 5 mM của dịch ngoại bào. Bơm proton / kali (H + / K + ATPase) được tìm thấy trong niêm mạc dạ dày, duy trì môi trường axit bên trong dạ dày. Omeprazole là một chất ức chế bơm proton / kali, làm giảm trào ngược axit bên trong dạ dày. Trong cả quá trình phosphoryl hóa oxy hóa và photophosphoryl hóa chuỗi vận chuyển điện tử sử dụng vận chuyển tích cực sơ cấp để tạo ra năng lượng khử. Hoạt động của bơm natri / kali được thể hiện trong hình 1.

Hình 1: Bơm Natri / Kali

Vận chuyển chủ động thứ cấp

Vận chuyển tích cực thứ cấp được cung cấp bởi một gradient điện hóa. Ở đây, các kênh được tạo ra bởi các protein hình thành lỗ chân lông. Sự chuyển động đồng thời của một chất khác so với gradient nồng độ được quan sát với sự vận chuyển tích cực thứ cấp. Do đó, các protein kênh tham gia vào quá trình vận chuyển tích cực thứ cấp có thể được xác định là đồng vận chuyển. Có hai loại cotransporters: antiporters và giao hưởng. Các ion đặc biệt và chất tan được vận chuyển theo các hướng ngược lại bởi các chất phản ứng. Chất trao đổi natri / canxi, cho phép khôi phục nồng độ ion canxi trong tế bào cơ tim sau khi có điện thế hoạt động, là ví dụ phổ biến nhất cho chất chống phản ứng. Các ion được vận chuyển qua gradien nồng độ trong khi chất tan được vận chuyển ngược lại với gradien nồng độ bởi các máy vận chuyển. Tại đây, cả hai phân tử đều được vận chuyển theo cùng một hướng qua màng tế bào. SGLT2 là chất vận chuyển glucose vào tế bào cùng với các ion natri. Chức năng của bộ giao hưởng và bộ phản âm được thể hiện trong hình 2.

Hình 2: Hoạt động của Symporter và Antiporter

Vận tải thụ động là gì

Vận chuyển thụ động là sự di chuyển của các phân tử qua màng thông qua một gradient nồng độ mà không sử dụng năng lượng tế bào bởi sự chuyển động. Nó sử dụng entropy tự nhiên để di chuyển các phân tử từ nồng độ cao hơn sang nồng độ thấp hơn cho đến khi nồng độ trở nên cân bằng. Khi đó, sẽ không có chuyển động tịnh của các phân tử ở trạng thái cân bằng. Bốn dạng vận chuyển thụ động chính được tìm thấy: thẩm thấu, khuếch tán đơn giản, khuếch tán thuận lợi và lọc. Chuyển động đơn giản của các phân tử qua màng thấm được gọi là khuếch tán đơn giản. Các phân tử nhỏ, không phân cực sử dụng sự khuếch tán đơn giản. Khoảng cách khuếch tán nên nhỏ hơn để duy trì dòng chảy tốt hơn. Sự vận chuyển thụ động qua màng được thể hiện trong hình 3.

Hình 3: Vận chuyển thụ động

Suốt trong tạo điều kiện khuếch tán, các protein vận chuyển đặc biệt được sử dụng để hướng dẫn chuyển động của các phân tử phân cực và các ion lớn. Các protein vận chuyển này là glycoprotein và đặc trưng cho một loại protein cụ thể. GLUT4 là một chất vận chuyển glucose giúp vận chuyển glucose từ máu vào tế bào. Nó chủ yếu được tìm thấy trong chất béo và cơ xương. Ba loại protein vận chuyển tham gia vào quá trình khuếch tán thuận lợi: protein kênh, aquaporin và protein mang. Kênh protein tạo các đường hầm kỵ nước qua màng, cho phép các phân tử kỵ nước đã chọn đi qua màng. Một vài kênh protein được mở mọi lúc, và một số được kiểm soát giống như các protein kênh ion. Aquaporins cho phép nước đi qua màng nhanh chóng. Các protein mang thay đổi hình dạng của chúng, vận chuyển các phân tử mục tiêu qua màng. Sự khuếch tán được tạo điều kiện bởi các protein mang được thể hiện trong hình 4.

Hình 4: Khuếch tán thuận lợi

Lọc là sự chuyển động của các chất tan cùng với nước do áp suất thủy tĩnh do hệ tim mạch tạo ra. Nó xảy ra trong viên nang Bowman trong thận. Thẩm thấu là sự di chuyển của nước qua màng thấm có chọn lọc. Nó xảy ra từ tiềm năng nước cao đến tiềm năng nước thấp.

Sự khác biệt giữa vận chuyển chủ động và thụ động

Sự định nghĩa

Vận chuyển tích cực: Vận chuyển tích cực bơm các phân tử qua màng tế bào chống lại gradient nồng độ.

Vận chuyển thụ động: Vận chuyển thụ động cho phép các phân tử đi qua màng tế bào thông qua một gradient nồng độ.

Sử dụng năng lượng di động

Vận chuyển tích cực: Vận chuyển tích cực sử dụng năng lượng tế bào dưới dạng ATP.

Vận chuyển thụ động: Vận chuyển thụ động không cần năng lượng tế bào.

Các loại phương tiện giao thông

Vận chuyển tích cực: Nội bào, xuất bào, bài tiết các chất vào máu, và bơm natri / kali là những kiểu vận chuyển tích cực.

Vận chuyển thụ động: Khuếch tán, khuếch tán có điều kiện và thẩm thấu là các loại hình vận chuyển thụ động.

Vai diễn

Vận chuyển tích cực: Vận chuyển tích cực cho phép các phân tử đi qua màng tế bào, phá vỡ trạng thái cân bằng được thiết lập bởi sự khuếch tán.

Vận chuyển thụ động: Trạng thái cân bằng động của nước, chất dinh dưỡng, khí và chất thải được duy trì bằng sự vận chuyển thụ động giữa tế bào và môi trường ngoại bào.

Vận chuyển các hạt

Vận chuyển tích cực: Các ion, protein lớn, đường phức tạp cũng như các tế bào được vận chuyển bằng phương thức vận chuyển tích cực.

Vận chuyển thụ động: Các phân tử hòa tan trong nước như monosaccharide nhỏ, lipid, hormone sinh dục, carbon dioxide, oxy và nước được vận chuyển bằng cách vận chuyển thụ động.

Tầm quan trọng

Vận chuyển tích cực: Vận chuyển tích cực là cần thiết cho sự xâm nhập của các phân tử lớn, không hòa tan vào tế bào.

Vận chuyển thụ động: Vận chuyển thụ động cho phép duy trì cân bằng nội môi tinh vi giữa dịch bào và dịch ngoại bào.

Phần kết luận

Vận chuyển chủ động và thụ động là hai phương thức vận chuyển các phân tử qua màng tế bào. Vận chuyển tích cực bơm các phân tử chống lại một gradient nồng độ bằng cách sử dụng năng lượng tế bào. Trong vận chuyển tích cực sơ cấp, ATP được sử dụng làm năng lượng. Trong vận chuyển tích cực thứ cấp, gradient điện hóa được sử dụng để di chuyển các phân tử qua màng. Chất dinh dưỡng được tập trung vào tế bào bằng cách sử dụng vận chuyển tích cực. Khuếch tán thụ động cho phép các phân tử nhỏ, không phân cực di chuyển qua màng. Nó chỉ xảy ra thông qua một gradient nồng độ. Do đó, không có năng lượng nào được sử dụng bởi quá trình này. Thẩm thấu và lọc cũng là phương pháp khuếch tán thụ động. Tuy nhiên, sự khác biệt chính giữa vận chuyển chủ động và vận chuyển thụ động là cơ chế vận chuyển các phân tử qua màng.

Tham khảo: 1. ”Vận chuyển thụ động và vận chuyển tích cực qua một bài báo (bài báo) màng tế bào.” Học viện Khan. N.p., n.d. Web. 03 Tháng Năm 2017. 2. "Sự lan tỏa và vận chuyển thụ động." Học viện Khan. N.p., n.d. Web. 03 tháng 5 năm 2017.

Hình ảnh Lịch sự: 1. “Đề án bơm natri-kali” của LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal - Tác phẩm riêng. Hình ảnh được đổi tên từ Hình ảnh: Sodium-Potassium_pump.svg (Public Domain) qua Commons Wikimedia2. “Porters” của Lupask - Tác phẩm riêng, Miền công cộng) qua Commons Wikimedia3. “Hình 05 02 02” của CNX OpenStax - (CC BY 4.0) qua Commons Wikimedia4. “Blausen 0213 CellularDiffusion” của nhân viên Blausen.com (2014). “Phòng trưng bày y tế của Blausen Medical 2014”. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. - Làm việc riêng (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia