膜輸送とは

動物細胞は、細胞の内部内容物を外部環境から分離する、選択的に透過性の膜を取り囲んでいます。 イオンと小さな可溶性分子、または溶質が細胞膜を通過するプロセスは、膜輸送として知られています。 これらの分子は通常、グルコースやアミノ酸など、細胞の機能と維持に不可欠な物質です。 膜輸送には4つの主要なタイプがあります。受動拡散、または単に拡散です。 拡散の促進。 プライマリアクティブトランスポート。 およびセカンダリアクティブトランスポート。 これらの輸送メカニズムの多くは、膜輸送タンパク質と呼ばれる細胞膜にある特殊なタンパク質分子の使用を伴います。

受動拡散は自発的に発生し、溶液中の分子のランダムな活動によって引き起こされます。 分子は、それらの多くが密に詰まっている高濃度の領域から、より間隔を空けてより少ない分子がある低濃度の領域に移動します。 小分子は、細胞膜を通って拡散することにより、膜輸送を実現します。 拡散速度は、細胞膜の組成や分子のサイズと電荷など、多くのことによって影響を受ける可能性があります。 最もよく知られている種類の受動拡散は浸透です。浸透は、高濃度の領域から低濃度の領域への水分子の移動を伴うプロセスです。

促進された拡散には、チャネルタンパク質と呼ばれる細胞膜内の膜輸送タンパク質の使用が含まれます。 これらのタンパク質は細胞膜の細孔のように作用し、水溶性粒子は通過できますが、親油性、または「脂肪を愛する」分子の通過は禁止されています。 拡散は同じ作用メカニズムに従い、分子は高濃度の領域から低濃度の領域に移動します。

一次能動輸送は、エネルギーを使用して、イオンと分子を高濃度の領域から低濃度の領域に移動します。 一次能動輸送の発生に必要なエネルギーは、通常、アデノシン三リン酸（ATP）と呼ばれるヌクレオチドの形です。 最も一般的な形態の能動輸送の1つは、ナトリウムカリウムポンプです。これは、細胞が静止電位として知られる電荷を維持し、細胞体積を制御するのに役立ちます。 ナトリウム-カリウムポンプは、ナトリウムイオンを細胞の外側に移動させ、カリウムイオンを細胞の細胞質に放出します。

二次能動輸送は、アンチポーターおよびシンポーターと呼ばれる膜輸送タンパク質を使用します。 アンチポーターは、1種類の粒子を通常の濃度勾配（低濃度から高濃度）に逆らって輸送し、他の種類の粒子を通常の方法（高濃度から低濃度）に輸送することにより、イオンと分子を移動します。 シンポーターは、2つの異なるタイプの分子またはイオンを細胞膜を介して同時に同じ方向に輸送します。