Sisteme celulare de transport ionic

Sisteme celulare de transport ionic

Pentru o molecula fara sarcina, gradientul de concentratie determina transportul pasiv si sensul lui. Dublul strat lipidic este foarte impermeabil pentru moleculele incarcate electric, mici sau mari. Sarcina si gradul de hidratare le impiedica sa patrunda in dublul strat lipidic. Transportul lor este influentat atat de gradientul de concentratie, cat si de diferenta de potential electric a membranei, adica de potentialul membranar. Gradientul de concentratie si gradientul electric, adica gradientul electrochimic, determina forta neta de transport pentru fiecare tip de molecula. Diferenta de potential a membranei (negativ pe fata interna) favorizeaza intrarea cationilor, dar se opune accesului anionilor.

Membrana citoplasmatica are rol de bariera osmotica, prin permeabilitatea foarte selectiva, permitand trecerea (iesirea) unor anioni, dar retine cationii esentiali care au acces in si din celula, numai pe calea unor unor sisteme specifice de transport.

Ionii de K⁺, Mg²⁺, SO₄^2-, PO₄^2- sunt transferati activ in celula, prin intermediul unor molecule purtatoare cu specificitate inalta, denumite pompe ionice.

Sistemele de transport pentru ionii cu importanta nutritriva sunt sisteme de influx, iar cele pentru transportul ionilor toxici sunt sisteme de eflux si reprezinta substratul molecular al mecanismelor de rezistenta. Aceste pompe au o importanta exceptionala pentru sistemele biologice, deoarece realizeaza si mentin pH, gradientele ionice si potentialul de membrana.

Sistemele de transport pentru Na⁺, Ca²⁺, H⁺ si Cl^- sunt sisteme de eflux si au rolul de a mentine concentratii intracelulare scazute si de a realiza gradiente ionice transmembranare. Sistemele de eflux pentru cationi consuma energie furnizata prin hidroliza ATP.

Unii ioni (Cu²⁺, Zn²⁺) au rolul de micronutrienti, fiind utili la concentratii mici si sunt concentrati prin sistemele de influx, dar sunt toxici la concentratii mari, fiind eliminati prin sistemele de eflux. Pentru acesti cationi, sistemele de influx si de eflux sunt separate. Sistemele de eflux pentru cationii toxici sunt fie consumatoare de ATP ori sunt cuplate cu un sistem antiport de inglobare a altui cation (H⁺, Na⁺, Ca²⁺).