Mecanisme de transport membranar

Membrana celulară este o structură dinamică, formată dintr-un dublu strat fosfolipidic în care sunt încorporate proteine, care controlează schimbul de substanțe între celulă și mediul extern. Transportul membranar se clasifică în funcție de necesitatea energiei și de natura substanțelor transportate.

1. Transport pasiv – nu consumă energie metabolică (ATP) și se realizează pe gradient de concentrație (de la concentrație mare la concentrație mică).

- *Difuzia simplă*: molecule mici nepolare (O₂, CO₂, etanol) traversează direct dublul lipidic. Viteza depinde de gradient, solubilitatea în lipide și dimensiunea moleculei.

- *Difuzia facilitată*: molecule polare sau ionice (glucoză, aminoacizi, ioni) trec prin proteine transportoare specifice (canale sau purtătoare). Canalele ionice sunt selective și pot fi reglate (ex: prin voltaj).

- *Osmoză*: difuzia apei printr-o membrană semipermeabilă, de la o zonă cu concentrație mai mică de solut la una cu concentrație mai mare. Presiunea osmotică poate determina turgescența (la plante) sau hemoliza (la eritrocite).

1. Transport activ – consumă energie (ATP) și mută substanțe împotriva gradientului de concentrație.

- *Transport activ primar*: pompe ionice (ex: pompa Na⁺/K⁺ – pompează 3 Na⁺ afară și 2 K⁺ înăuntru, utilizând ATP).

- *Transport activ secundar*: utilizează energia gradientului ionic creat de transportul primar (ex: simportul glucozei cu Na⁺ în epiteliul intestinal).

1. Endocitoză și exocitoză – transport de molecule mari sau particule cu ajutorul veziculelor.

- *Endocitoză*: fagocitoză (bacterii), pinocitoză (lichide) și endocitoză mediată de receptori (colesterol).

- *Exocitoză*: eliberarea de neurotransmițători sau enzime prin fuziunea veziculelor cu membrana.

Factorii care influențează transportul includ: gradientul de concentrație, temperatura, pH-ul, dimensiunea moleculelor, prezența inhibitorilor (ex: ouabaina blochează pompa Na⁺/K⁺). Înțelegerea acestor mecanisme este esențială pentru explicarea absorbției nutrienților, a potențialului de repaus și a transmiterii impulsului nervos.

Exemple

• Exemplul 1: Difuzia oxigenului în alveolele pulmonare. O₂ se difuzează simplu din aerul alveolar (presiune parțială mare) în capilarele sanguine (presiune parțială mică). Fără consum de ATP, dependent de gradient. La altitudine mare, gradientul scade și difuzia este redusă.
• Exemplul 2: Pompa Na⁺/K⁺ în neuron. Această pompă transportă activ 3 Na⁺ în exterior și 2 K⁺ în interior, menținând potențialul de repaus (-70 mV). Consumă 1 ATP per ciclu. Blocarea cu ouabaină duce la dezechilibru ionic și moartea celulară.
• Exemplul 3: Endocitoză mediată de receptori pentru captarea colesterolului LDL. Receptorii de pe membrană se leagă de LDL, formează vezicule acoperite cu clatrină, care interiorizează particulele. Defectul genetic al receptorilor cauzează hipercolesterolemie familială.

Concepte cheie: Gradient de concentrație, Difuzie simplă și facilitată, Osmoză și presiune osmotică, Transport activ primar și secundar, Endocitoză și exocitoză, Pompa Na⁺/K⁺, Canale ionice și proteine purtătoare