Διαφορά μεταξύ πρωτοβάθμιας και δευτεροβάθμιας ενεργού μεταφοράς
είναι μια μέθοδος που μεταφέρει πολλές ουσίες μέσω των βιολογικών μεμβρανών, έναντι των βαθμίδων συγκέντρωσης τους. Προκειμένου να ωθηθούν τα μόρια από την κλίση συγκέντρωσης, καταναλώνεται ελεύθερη ενέργεια. Στα ευκαρυωτικά κύτταρα αυτό συμβαίνει στην μεμβράνη πλάσματος του κυττάρου και μεμβράνες εξειδικευμένων οργανιδίων όπως μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες κτλ. Η δραστική μεταφορά απαιτεί πολύ συγκεκριμένες μεταφορικές πρωτεΐνες στη μεμβράνη του πλάσματος και αυτές οι πρωτεΐνες έχουν την ικανότητα να μεταφέρουν ουσίες έναντι κλίσης συγκέντρωσης, επομένως αναφέρονται ως «αντλίες». Οι κύριοι ρόλοι της ενεργού μεταφοράς περιλαμβάνουν την πρόληψη της κυτταρικής λύσης, τη διατήρηση άνισων συγκεντρώσεων διαφορετικών ιόντων σε κάθε πλευρά της κυτταρικής μεμβράνης και τη διατήρηση της ηλεκτροχημικής ισορροπίας κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Η ενεργητική μεταφορά μπορεί να πραγματοποιηθεί με δύο διαφορετικούς τρόπους, δηλαδή την κύρια ενεργή μεταφορά και τη δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά.
Τι είναι η κύρια ενεργή μεταφορά;Στην πρωτεύουσα ενεργή μεταφορά, θετικά φορτισμένα ιόντα (H +, Ca2 +, Na +, και K +) μετακινούνται μέσω των μεμβρανών από πρωτεΐνες μεταφοράς. Οι κύριες ενεργές αντλίες μεταφοράς όπως αντλία φωτονίων, αντλία ασβεστίου και αντλία νατρίου-καλίου είναι πολύ σημαντικές για τη διατήρηση της κυτταρικής ζωής. Για παράδειγμα, η αντλία ασβεστίου διατηρεί τη διαβάθμιση Ca2 + κατά μήκος της μεμβράνης και αυτή η κλίση είναι σημαντική για τη ρύθμιση των κυτταρικών δραστηριοτήτων όπως η έκκριση, η συναρμολόγηση των μικροσωληνίσκων και η σύσπαση των μυών. Επίσης, η αντλία Na + / K + διατηρεί το δυναμικό της μεμβράνης κατά μήκος της μεμβράνης πλάσματος.
Η πηγή ενέργειας των δευτερευουσών ενεργών αντλιών μεταφοράς είναι η βαθμίδα συγκέντρωσης ενός ιόντος που δημιουργείται από αντλίες πρωτογενούς ενέργειας. Επομένως, οι ουσίες μεταφοράς μεταφέρονται πάντοτε με ιόντα μεταφοράς που είναι υπεύθυνα για την κινητήρια δύναμη. Στα περισσότερα ζωικά κύτταρα, η κινητήρια δύναμη για τη δευτερογενή ενεργή μεταφορά είναι η βαθμίδα συγκέντρωσης Na + / K +. Η δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά πραγματοποιείται με δύο μηχανισμούς που ονομάζονται αντισάρθρωση (ανταλλαγή διάχυσης) και συμβιβασμός (cotransport). Σε αντίθεση, τα ιόντα οδήγησης και τα μόρια μεταφοράς κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Τα περισσότερα από τα ιόντα ανταλλάσσονται με αυτόν τον μηχανισμό. Για παράδειγμα, η συζευγμένη κίνηση χλωριούχων και διττανθρακικών ιόντων δια μέσου της μεμβράνης ξεκινά από αυτόν τον μηχανισμό.Σε σύμπτωμα, τα διαλυμένα και ιόντα οδήγησης κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση. Για παράδειγμα, τα σάκχαρα όπως η γλυκόζη και τα αμινοξέα μεταφέρονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης με αυτόν τον μηχανισμό.
• Στην πρωτεύουσα ενεργή μεταφορά, οι πρωτεΐνες υδρολύουν το ΑΤΡ για να τροφοδοτήσουν άμεσα τη μεταφορά, ενώ, στη δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά, η υδρόλυση ΑΤΡ γίνεται έμμεσα για να τροφοδοτήσει τη μεταφορά.
• Σε αντίθεση με τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην πρωταρχική ενεργή μεταφορά, οι μεταφορικές πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη δευτερογενή ενεργή μεταφορά δεν διασπούν μόρια ΑΤΡ.
• Η κινητήρια δύναμη για τις δευτερεύουσες ενεργές αντλίες λαμβάνεται από τις αντλίες ιόντων που προέρχονται από τις πρωτεύουσες ενεργές αντλίες μεταφοράς.
• Ιόντα όπως H +, Ca2 +, Na + και K + μεταφέρονται μέσω της μεμβράνης με πρωταρχικές ενεργές αντλίες, ενώ η γλυκόζη, τα αμινοξέα και τα ιόντα όπως τα δισανθρακικά και το χλωρίδιο μεταφέρονται με δευτερογενή ενεργή μεταφορά.
• Σε αντίθεση με τη δευτερογενή ενεργή μεταφορά, η πρωτεύουσα ενεργή μεταφορά διατηρεί την ηλεκτροχημική κλίση στην πλάκα μεμβράνης.
