Fagstoff

Aktiv transport

Publisert: 11.06.2014, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Ionepumper

Celler må stadig frakte stoffer som ikke kan diffundere passivt gjennom cellemembranen. Transporten av store molekyler og enkelte ioner krever at cella bruker energi i form av ATP. Dette gjelder også viktige forbindelser som cella prøver å ta opp mest mulig av, selv om konsentrasjonen av stoffet er høyere inni cella enn utenfor.

Aktiv transport

Aktiv transport er energikrevende transport av stoffer gjennom en cellemembran.

Aktiv transport kan foregå

  • med molekyler som er for store til å diffundere gjennom membranen
  • mot konsentrasjonsgradienten (fra lavere til høyere konsentrasjon av stoffet)
  • mot ladningsgradienten (transport av ioner til den siden av membranen som har overskudd av samme ladning)

Aktiv transport. 

 

 

Signalsoverføring i en synapseEtter at nerveimpulsen har gått, blir signalstoffene tatt opp igjen fra synapsen ved aktiv transport i aksonenden.   

 

 

Natrium-kalium-pumpa.  

 

 

Membranpotensialet – ionepumper. 

 

 

 

 

Koblede transporter – kotransport.  

 



Animasjon av transport gjennomcellemembranen. To ioner/molekyler transporteres sammen.Klikk på bildet og se animasjon av symport – en kotransport hvor begge stoffer transporteres samme vei.  

Proteinpumper (bærerproteiner)

Proteinpumper er spesialiserte for å transportere bestemte stoffer. De endrer form når de får tilført energipakken (ATP ATP (adenosintrifosfat) er satt sammen av nitrogenbasen adenin, sukkeret ribose og tre fosfatgrupper. ATP er et av cellenes energibærende molekyler – et korttidslager for energi som overfører energi fra ett molekyl til et annet.Det er bindingene mellom fosfatgruppene som er energirike.Når den ene av de tre fosfatgruppene løsner, frigjøres energi. Tilsvarende energimengde må tilføres for å binde den igjen. ADP – adenosindifosfat har bare to fosfatgrupper og er som et utladet batteri. ADP må tilføres energi og en fosfatgruppe for å bli oppladet til ATP igjen. ), og presser molekyler eller ioner gjennom ved aktiv transport. Det finnes mange typer proteinpumper.

Et eksempel på proteinpumper, er de som reabsorberer signalstofferÅ reabsorbere betyr å «gjenoppta» eller «ta opp på nytt». Nervecellene må kontrollere mengden av transmittere i synapsen for å hindre at et nervesignal løper løpsk og fører til ukontrollerte reaksjoner (blant annet kramper).Dette gjør nervecella blant annet ved å reabsorbere transmittere fra synapsespalten til akson-endene og dendrittene. Transmittere er store molekyler som ikke kan diffundere gjennom cellemembranen, men som må transporteres gjennom egne transportproteiner ved aktiv transport.Det finnes naturlige stoffer i kroppen som hindrer at signalstoffer blir reabsorbert, og som slik regulerer impulsene. Kunstige stoffer, slik som noen antidepressive medikamenter, kan også hemme reabsorpsjonen av transmitterstoffer. Ikke alt transmitterstoff blir reabsorbert. Noe brytes ned av enzymer, og noe løsner fra reseptorene og forsvinner ut av synapsespalten.  fra synapsene etter at en nerveimpuls har gått. Signalstoffene er store molekyler som ikke kan diffundere gjennom membranen, men må fraktes bort med aktiv transport for at impulsen skal opphøre.

Ionepumper

Ionepumper er proteinpumper som bruker energi på å frakte ioner mot konsentrasjonsgradienten, fra lavere til høyere konsentrasjon av ionet. En aktiv transport av ioner opprettholder konsentrasjonsforskjeller, slik at passiv transport av ioner kan foregå ved diffusjon. Dette er blant annet viktig for kotransport, og for at en nerveimpuls kan kunne gå.

Natrium-kalium-pumpa (Na+/K+-pumpa)

Natrium-kalium-pumpa er en ionepumpe som driver aktiv transport av to typer ioner mot konsentrasjonsgradienten. Siden Na+/K+-pumpa krever energi i form av ATP når Na+-ioner pumpes ut og K+-ioner pumpes inn i cellene, kalles det primær aktiv transport.

Tegning av membranprotein som fungerer som ionekanal.Ionepumpe – et membranprotein.Pumpa drives av ATP og pumper tre natriumioner (Na+) ut og to kaliumioner (K+) inn i cella for hvert ATP-molekyl som brytes ned (ATP ⟺ ADP + P + energi).

Na+/K+-pumpa opprettholder dermed en høy konsentrasjon av kalium inni og en høy konsentrasjon av natrium utenfor cella. Denne spenningsforskjellen på inn- og utsiden av cellemembranen (hvilepotensialet), er nødvendig for at en nerveimpuls skal kunne bre seg.

Koblede transporter – kotransport

Ved koblede transporter er det en type ioner som fraktes med konsentrasjonsgradienten ("nedoverbakke"), som gir energi til å frakte en annen type molekyler/ioner mot gradienten ("motbakke").

Drivkraften for koblede transporter er ionepumper (aktiv transport) som sørger for konsentrasjonsgradienten til det ionet som skal transporteres med gradienten.

En cellemembran med tre ulike transportproteiner. Koblede transporter regnes som sekundær aktiv transport fordi ATP kun er indirekte involvert i transporten.
De stoffene som inngår i koblede transporter, kan fraktes samme vei (symport), eller motsatt vei (antiport).

Eksempel på kotransport les mer

Na+ gir energi til frakt av glukose

Tegning av neron med stoffer som skilles ut og tas opp i nyrekanalen.Sekresjon og reabsorpsjon i et nefron. Natrium-glukose kotransport skjer i nyrenes nefroner ved reabsorpsjon av glukose, og i tynntarmslimhinnen ved opptak av glukose.Glukose blir fraktet inn i cellene ved hjelp av Na+-ioner i en kotransport. Siden natriumionene har blitt pumpet ut mot konsentrasjonsgradienten av Na+/K+-pumpa, har de potensiell energi i forhold til innsiden av membranen. Det vil si at natriumionene lett kan renne tilbake ved diffusjon, men de kan også bli fanget opp av spesielle proteinpumper som utnytter energien deres til kotransport.

Tegning av kotransport og natrium-kaliumpumpa i nyrekanalen.Kotransport – reabsorpsjon av glukose i nyrekanalen.Et spesielt transportprotein (proteinpumpe) kan utnytte natriumionenes energi til å frakte glukose mot konsentrasjonsgradienten ("motbakke"). Her trengs ikke energien fra ATP direkte, ettersom det er konsentrasjonsforskjellen (potensiell energi) for natriumion som utnyttes.

Na+-ioner kan "renne tilbake med strømmen" og ta glukose med seg i en sekundær aktiv transport. Transportproteinet forandrer form og "tømmer" glukosemolekylet på innsiden av membranen. Na+-ionene pumpes ut igjen ved hjelp av Na+/K+-pumpa.

skjul

 

Tegning av cellemembran hvor natriumion og en aminosyre transporteres hver sin vei gjennom cellemembranen.Kotransport – antiport – sekundær aktiv transport.