Membraani voog

Nagu Membraani voog kõik rakusisese massiülekande protsessid endomembraansüsteemi kaudu on kokku võetud. Nende hulka kuuluvad ennekõike endotsütoos, eksotsütoos ja transtsütoos, mis võimaldavad rakkudel membraane nihutades aineid absorbeerida ja vabastada. Membraani voolu häired võivad põhjustada rakkude surma (apoptoos).

Mis on membraani vool?

Ainete transport keha üksikute rakkude vahel vastab membraani transpordile. Rakkudevahelise massilise transpordi kaks kõige olulisemat meetodit on endotsütoos ja eksotsütoos. Eksotsütoosi ajal vabanevad ained rakust. Seevastu endotsütoosi korral imenduvad rakuvälised materjalid rakusse. Selle eesmärgi saavutamiseks pöördub rakk väljapoole ja piirab ainet oma rakumembraanis. Selle protsessi käigus tekivad vesiikulid ja vaakumid.

Kui biomembraan nihkub ainete transportimisel osaliselt iseenesest, siis räägime membraani voolust. Membraani voog toimub endomembraansüsteemis. See süsteem vastab kõigile eukarüootsetele organellidele, mille vahel on ühendus vesikulaarse transpordi jaoks.

Lisaks endoplasmaatilisele retikulumile, endosoomidele, lüsosoomidele ja plasmamembraanile (rakumembraanile) on Golgi aparaat ka endomembraansüsteemi osa. Kuid peroksisoomid, mitokondrid ja rakutuum on süsteemist välja jäetud. S.

Membraanivoolu kontekstis tuleks transportprotsessidena nimetada nii endotsütoosi kui ka eksotsütoosi. Kolmas membraani ümberpaigutatava aine transporditee on transtsütoos, see tähendab aine retseptori vahendatud transportimine läbi rakumembraani.

Funktsioon ja ülesanne

Membraanivoolu endotsütoos (või membraani nihutav materjali transport) vastab biomembraani invaginatsioonile. Rakk imab sissetungi kaudu tilga vedelikku, teatud makromolekule või suuri toidu osi. Mõnikord muudab see isegi väiksemad rakud oma membraaniks.

Pärast aine sisseviimist ahendab rakk tsütoplasmas endosoomi, mis seejärel kuulub endomembraansüsteemi. Ümbritsev sööde migreerub osaliselt raku sisemusse. Endotsütoos on kas fagotsütoos ja seetõttu on selle sihtmärgiks tahked osakesed, või vastab see pinotsütoosile ja võtab üles lahustunud molekule.

Seoses membraani vooluga on oluline ka retseptori vahendatud endotsütoos, milles asialoglükoproteiini retseptorid tagavad osakeste äratundmise ja käivitavad seeläbi imendumise raku sisemusse. Seda tüüpi membraani voog on oluline näiteks kolesterooli omastamisel.

Eristada tuleb ainete membraanide ümberpaigutamise transpordi eksotsütoosi ja endotsütoosi. Selle protsessi käigus transporditakse ained raku sisemusest välja ja vabastatakse raku ümbrusesse. Sel viisil transporditavad ained on näiteks ained, mida toodetakse rakus endas. Kuid ka seedimatud jäänused võivad rakust sel viisil lahkuda. Niinimetatud eksoomi- või transpordivesiikul sulandub veoprotsessi käigus raku membraaniga. Eksoome ümbritseb lipiidne kaksikkiht.

Tavaliselt on eksotsütoos seotud endotsütoosiga ja seda nimetatakse siis eksotsütoosiga seotud endotsütoosiks. Endotsütoosi ja eksotsütoosi kombinatsioon hoiab ära rakkude takistamatu laienemise. Eksotsütoosiga seotud endotsütoos päästab raku ka transportimisel vesiikulite ja membraanivalkude sünteesist. Sel põhjusel kasutatakse siin sageli Vesikli ringlussevõttu.

Membraanivoolu kolmas transporditee on transtsütoos, mida nimetatakse ka tsütopempsisiks. See on retseptorist sõltuv transport, mis transpordib rakuvälist materjali läbi raku ja vastab seega eksotsütoosi ja endotsütoosi kombinatsioonile. Protsessis moodustunud vesiikul vabastab raku naaberrakku või transpordib selle rakuvälisesse ruumi. Vesiikuli sisu jääb muutumatuks. See transpordiliik mõjutab peamiselt veresoonte ja soolte epiteelirakke.

Peamised teadaolevad transtsütoosi retseptorid on spetsiifilise rühma Fc retseptorid, mida võib leida platsenta ja apikaalses infantiilses sooleepiteelis. Platsenta eest vastutavad peamiselt ema IgG lapsele transportimise eest.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Kui ainete transporti häirivad membraanimuutvad transpordiprotsessid, põhjustab see sageli seotud valkude, transpordiensüümide või retseptorite mutatsiooni. Membraani puuduliku transpordiga on seotud mitmeid haigusi.

Näiteks kasvajad on seotud raske endotsütoosiga. Sama kehtib nakkuste ja neurogeneratiivsete haiguste, nagu piiratud kõndimisvõimega ja vähendatud närvijuhtivuse kiiruse või sensoorsete häirete neuropaatiate korral. Näiteks on Huntingtoni tõve korral häiritud endotsütoos. Nende haiguste korral vallandavad surevad närvirakud selliseid sümptomeid nagu liikumishäired ja isiksuse muutused. Haiguse põhjustajaks on valgujahutiini mutatsioon.

Häiritud eksotsütoosil võivad olla ka tõsised tagajärjed. Neurotransmitterite eksotsütoosi võivad takistada näiteks toksiinid. Bakteriaalsed toksiinid võivad membraanide voolu takistades põhjustada krampe või halvatust. Eksotsütoosi mõjutavad ka metaboolsete haiguste, näiteks tsüstilise fibroosi häired. Selle haiguse korral muutuvad lisaks bronhide sekretsioonidele pankrease ja sapiteede sekretsioonid viskoosseks, mille tagajärjel tekivad organite funktsionaalsed häired. Häiritud pinotsütoos on nüüd seotud selliste haigustega nagu Alzheimeri tõbi, ainevahetushäirete, kõrgenenud kolesteroolitaseme ja isiksuse muutustega.

Lõppkokkuvõttes võib häiritud membraanivool põhjustada tõsiseid häireid seedetraktis ja seetõttu on see mõnikord seotud seedetrakti haigustega. Piirangute mõju membraani voolule on vastavalt mitmekesine ja halvimal juhul põhjustab see rakusurma. Membraanivoolu häirete taustal ei suuda rakud sageli absorbeerida mõnda või vaid mõnda elutähtsat ainet ja ei suuda enam ega eralda enam üleliigseid või isegi toksilisi aineid.