A.2.4. Active Transport Systemen
door de cel membraan
Pagina Inhoud:
1.
Sommige van deze transporten zijn passief en vereisen geen energie. Andere transportsystemen zijn ingewikkelder en vereisen energie (= ATP).
Dit zijn de vier belangrijkste passieve transportsystemen:
- diffusie
- gefaciliteerde diffusie
- osmose
- filtratie
Dit zijn de drie belangrijkste actieve transportsystemen:
-
- pompen (co-transporters, etc.)
- exocytose / endocytose
- fagocytose
Dit zijn eiwitten die zich in het celmembraan bevinden en die ionen en moleculen actief in of uit de cel pompen.
‘Actief ‘betekent dat dit pompen energie nodig hebben, meestal in de vorm van ATP.
De meest bekende pomp is de natrium-kalium pomp (= Na+-K+). Deze Na+-K+ pompt natrium-ionen uit de cel en tegelijkertijd kalium-ionen in de cel.
Andere pompen zijn de H+-Ca2+-pomp (gebruikt in spieren) en de H+-K+-pomp (in de maag).
1.
De natrium-kalium pomp is uiterst belangrijk in het lichaam. Het bevindt zich in elke celmembraan. En zijn hoofdtaak is het produceren van een significant verschil in de natrium- en kaliumconcentraties binnen en buiten de cel.
Vanwege deze pomp zijn er veel meer kaliumionen in de cel in vergelijking met buiten (140 versus 4 mEq/L buiten), terwijl er tegelijkertijd veel meer natriumionen buiten zijn dan binnen (142 versus 10 mEq/L binnen).
3.
Zoals we later zullen zien (in de Zenuw Cel), zijn deze concentratieverschillen voor natrium en voor kalium cruciaal voor een goede werking van de zenuwen en de spiercellen.
Meer recent is actief transport onderverdeeld in twee delen: a) primair actief transport b) secundair actief transport!
Primair actief transport is transport dat mogelijk wordt gemaakt met energie door de afbraak van ATP (of een andere hoogenergetische fosfaatverbinding).
Secundair actief transport wordt mogelijk gemaakt door de ‘energie’ die aanwezig is door de natriumconcentratieverschillen over het membraan; een verschil dat mogelijk werd gemaakt door het primaire actieve transport in de eerste plaats!
Voorbeelden van primaire actieve transportsystemen zijn de natrium-kaliumpomp, de waterstof-kaliumpomp en de calciumpomp (zoals besproken in paneel B).
Secundaire actieve transportsystemen zijn gespecialiseerde eiwitten in het membraan die het concentratieverschil van bijvoorbeeld de natriumionen over het membraan gebruiken om een ander molecuul te “co-transporteren”.
9.
In het geval van een symporter bijvoorbeeld, neemt elke keer dat een natrium ion terug in de cel komt (volgens zijn concentratiegradiënt) een ander molecuul mee, zoals glucose, aminozuren enz. (zie diagram)
10.
In het geval van een antiporter is de situatie omgekeerd; elke keer dat een natrium ion in de cel stroomt, wordt een ander molecuul, vaak een calcium- of een waterstofion, uit de cel gepompt. (Vraag: wat gebeurt er met het natrium ion dat zojuist de cel in is gegaan?).
Bij endocytose (‘endo’ = in de cel) bindt een deeltje zich aan de receptor die het plasmamembraan bekleedt, en die dan reageert door een ‘putje’ te vormen.
Deze putje valt dan geleidelijk in en vormt uiteindelijk een blaasje dat zichzelf scheidt van het plasmamembraan om in de ‘machinerie’ van de cel te verdwijnen.
Bij exocytose (‘exo’ = uit de cel) gebeurt het tegenovergestelde. Blaasjes die bepaalde moleculen bevatten, bijvoorbeeld geproduceerd door het Golgiapparaat, migreren naar het plasmamembraan van de cel en worden vervolgens uit de cel verdreven.
Aangekomen bij het plasmamembraan versmelt het blaasje vervolgens met het membraan en stort zijn inhoud in de extracellulaire ruimte.
Fagocytose (‘omarming’) is net als endocytose in de zin dat iets wordt opgepakt en de cel binnen wordt getransporteerd.
2.
Vingerachtige extensies van het plasmamembraan (pseudopodia) strekken zich uit en omringen een extracellulair deeltje.
Deze pseudopodia versmelten met elkaar waardoor een blaasje wordt gevormd, ook wel een fagosoom genoemd, dat het deeltje bevat en de cel in wordt gebracht.
Fagocytose wordt uitgevoerd door speciale cellen zoals macrofagen, om extracellulair materiaal zoals bacteriën, ziekteverwekkers of cel resten op te ‘eten’ (zoals bij het opruimen van een wond).
Vaak, nadat het fagosoom is gemaakt, fuseert het met een naburige lysosomen die destructieve enzymen bevatten.
Deze enzymen vernietigen vervolgens het cel afval of de bacteriën (= afbraak).
Antwoord: Het natrium ion wordt eenvoudig teruggepompt naar de extracellulaire ruimte door de natrium-kaliumpomp.
