മെംബ്രൻ ഗതാഗതം: പ്രവർത്തനം, പങ്ക്, രോഗങ്ങൾ

മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ടിൽ, പദാർത്ഥങ്ങൾ ഒരു ജൈവ സ്തരത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു അല്ലെങ്കിൽ ചർമ്മത്തിലൂടെ സജീവമായി കടത്തുന്നു. സജീവമായ ഗതാഗതത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, വ്യാപനം ഏറ്റവും ലളിതമായ മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ട് പാതയാണ്, ഇതിന് അധിക provide ർജ്ജം ആവശ്യമില്ല. മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ടിന്റെ തകരാറുകൾ പലതരം വ്യത്യസ്ത രോഗങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

മെംബ്രൻ ഗതാഗതം എന്താണ്?

ഒരു ജൈവ സ്തരത്തിലൂടെ പദാർത്ഥങ്ങൾ കടന്നുപോകുമ്പോഴോ സജീവമായി കടത്തുമ്പോഴോ ആണ് മെംബ്രൻ ഗതാഗതം. കോശങ്ങളുടെ സൈറ്റോപ്ലാസം പോലുള്ള പ്രദേശത്തെ ബയോമെംബ്രാനുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, പുറം ലോകത്തിന് താരതമ്യേന സ്വതന്ത്രമായ അന്തരീക്ഷമുള്ള ഒരു നിയന്ത്രിത പ്രദേശം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. സെല്ലുകൾക്കുള്ളിലെ നിർദ്ദിഷ്ട സെല്ലുലാർ ചുറ്റുപാടുകൾ സ്ഥാപിക്കാനും പരിപാലിക്കാനും കഴിയുന്നത് പുറം ലോകത്തിൽ നിന്നുള്ള കവചം കാരണം മാത്രമാണ്. ഒരു ബയോമെംബ്രേണിന്റെ ബിലെയർ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു ഫോസ്ഫോളിപിഡുകൾ മാത്രമല്ല വാതകങ്ങൾക്ക് മാത്രം പ്രവേശിക്കാവുന്നതും ചെറുതും, മിക്കപ്പോഴും ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടാത്തതുമാണ് തന്മാത്രകൾ. ഹൈഡ്രോഫിലിക് പോളാർ അയോണുകൾക്കും മറ്റ് ബയോ ആക്റ്റീവ് വസ്തുക്കൾക്കും, ലിപിഡ് ബിലെയർ ഒരു തടസ്സത്തിന് തുല്യമാണ്, അത് മറികടക്കാൻ കൂടുതൽ ഗതാഗത സംവിധാനങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്. മെംബ്രൺ ഗതാഗതം ഒരു ബയോമെംബ്രെൻ വഴി പദാർത്ഥങ്ങൾ കടന്നുപോകുന്നതിനോട് യോജിക്കുന്നു. രണ്ട് വ്യത്യസ്ത തത്ത്വങ്ങൾ ഇതിൽ ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ആദ്യ തത്വം വ്യാപനം അല്ലെങ്കിൽ സ്വതന്ത്ര പ്രവേശനമാണ്, രണ്ടാമത്തേത് സെലക്ടീവ് ആണ് ബഹുജന ഗതാഗതം. ലളിതമായ വ്യാപനത്തിനുപുറമെ, ചാനൽ വഴിയുള്ള നിഷ്ക്രിയ ഗതാഗതം പോലുള്ള പ്രവർത്തന തത്വങ്ങൾ പ്രോട്ടീനുകൾ അല്ലെങ്കിൽ കാരിയർ പ്രോട്ടീനുകളും സജീവ ഗതാഗതവും ട്രാൻസ്മെംബ്രെൻ ഗതാഗതത്തിന്റെ ഭാഗമാണ്. മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്‌ലോക്കറ്റിംഗ് ട്രാൻസ്പോർട്ടിൽ എൻ‌ഡോസൈറ്റോസിസ്, എക്സോസൈറ്റോസിസ്, ട്രാൻ‌സിറ്റോസിസ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. മെംബ്രൻ-ഡിസ്പ്ലേസിംഗ് ട്രാൻസ്പോർട്ട് സമയത്ത് മെംബ്രൻ ഭാഗങ്ങൾ തന്നെ സ്ഥാനഭ്രംശം സംഭവിക്കുന്നതിനാൽ, ഇതിനെ ചിലപ്പോൾ മെംബ്രൻ ഫ്ലക്സ് എന്നും വിളിക്കുന്നു. മെംബ്രൻ ഗതാഗതം സെല്ലുലാർ പ്രവർത്തനങ്ങളെയും പരിസ്ഥിതിയുമായുള്ള സെൽ ആശയവിനിമയത്തെയും പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. സെലക്ടീവ് ബഹുജന ഗതാഗത സംവിധാനങ്ങൾ വഴി കൈമാറ്റം പ്രാപ്തമാക്കി.

പ്രവർത്തനവും ചുമതലയും

ഒരു ബയോമെംബ്രേണിന്റെ ലിപിഡ് ബില്ലെയർ അല്ലെങ്കിൽ ബൈമോലെക്കുലാർ ലിപിഡ് പാളി ജലീയ കമ്പാർട്ടുമെന്റുകൾ തമ്മിലുള്ള എക്സ്ട്രാപ്ലാസ്മിക്, സൈറ്റോപ്ലാസ്മിക് സ്പേസ് രൂപത്തിൽ ഒരു തടസ്സത്തിന് തുല്യമാണ്. കമ്പാർട്ടുമെന്റുകൾക്കിടയിൽ, ചെറുത് മാത്രം തന്മാത്രകൾ പോലുള്ള ഒരു ബയോമെംബ്രെൻ വഴി വ്യാപിക്കാൻ കഴിയും അസറ്റിക് ആസിഡ് ഇതിനുപുറമെ വെള്ളം. വലിയതിന് തന്മാത്രകൾ, വ്യാപന നിരക്ക് താരതമ്യേന കുറവാണ്. ചെറിയ തന്മാത്രകൾക്കുള്ള മെംബ്രണുകളുടെ പ്രവേശനത്തെ സെമി-പെർമാബിബിലിറ്റി എന്നും വിളിക്കുകയും ഓസ്മോസിസിന്റെ അടിസ്ഥാനമായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. നിലവിലെ അനുമാനങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, ഏതെങ്കിലും ബയോമെംബ്രെൻ ലിപിഡ് ബില്ലയറിനുള്ളിൽ ക്ഷണികമായ ക്രമക്കേടുകളുള്ള ഒരു ദ്രാവക ഘടനയാണ്. പാർട്ടീഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് കാരണം ഹൈഡ്രോഫോബിക് പ്രോപ്പർട്ടി ഉള്ള തന്മാത്രകൾ ഹൈഡ്രോഫോബിക് മെംബ്രൻ മേഖലയിലൂടെ അലിഞ്ഞു പോകുന്നു. സ്റ്റിറോയിഡ് പോലുള്ള വലിയ കണികകൾ പോലും ഹോർമോണുകൾ വ്യാപനത്തിലൂടെ ചർമ്മത്തിലൂടെ കടന്നുപോകാൻ കഴിയും. നിർദ്ദിഷ്ട തന്മാത്രകൾ, പ്രത്യേക മെംബ്രൻ ഗതാഗതം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഗതാഗത പാത ഇന്റഗ്രൽ മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ടുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു പ്രോട്ടീനുകൾ ട്രാൻസ്ലോക്കേറ്ററുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. നിർദ്ദിഷ്ട ഗതാഗതം കെ.ഇ. നിർദ്ദിഷ്ടവും പൂരിതവുമാണ്. ഈ ഗതാഗത പാതയിലെ ട്രാൻസ്‌ലോക്കേറ്ററുകളിൽ കെ.ഇ.യിൽ കയറ്റിയ വാഹനങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഒപ്പം അവയുടെ ചരക്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്നതിന് മെംബറേനിൽ അനുരൂപമായ മാറ്റം വരുത്താനും കഴിയും. താരതമ്യേന ഉയർന്ന ഗതാഗത നിരക്ക് കാരണം, ഓരോ മെംബ്രണിലും സ്ഥിരമായ ഒരു ഗതാഗത ചാനൽ നിലവിലുണ്ട്. അവിഭാജ്യ സ്തര പ്രോട്ടീനുകൾ മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ടിലെ റോളുകൾ സാധാരണയായി ഒലിഗോമെറിക് ഘടനകളുമായി യോജിക്കുന്നു. നിർദ്ദിഷ്ട ഗതാഗതത്തിൽ, അധിക consumption ർജ്ജ ഉപഭോഗം കൂടാതെ energy ർജ്ജ ഉപഭോഗത്തിന് കീഴിലുള്ള സജീവ ഗതാഗതം ഇല്ലാതെ കാറ്റലൈസ്ഡ് ഡിഫ്യൂഷൻ ഉണ്ട്. കാറ്റലൈസ്ഡ് ഡിഫ്യൂഷനും ആക്റ്റീവ് ട്രാൻസ്പോർട്ടും ഒരു കണികയെ ഏകദിശയിൽ, രണ്ട് കണങ്ങളെ ഒരേ ദിശയിലേക്കോ വിപരീത ദിശയിലേക്കോ കൊണ്ടുപോകാനുള്ള സാധ്യത നൽകുന്നു. മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ട് പ്രോട്ടീനുകളുടെ കാറ്റലൈസ്ഡ് ഡിഫ്യൂഷൻ പിന്തുടരുന്നത് ഏകാഗ്രത ബാക്കി വർത്തമാനകാലത്തോടൊപ്പം ഏകാഗ്രത സെല്ലിന്റെ രണ്ട് കമ്പാർട്ടുമെന്റുകൾക്കിടയിലുള്ള പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഗ്രേഡിയന്റ്. സജീവ ഗതാഗതം എല്ലായ്പ്പോഴും സംഭവിക്കുന്നത് ഏകാഗ്രത ഗ്രേഡിയന്റ്. ബാഹ്യ ബയോമെംബ്രേണിന്റെ സുഷിരങ്ങൾ ഹൈഡ്രോഫിലിക് കണങ്ങളുടെ നിർദ്ദിഷ്ടമല്ലാത്ത കടന്നുപോകലിന് സഹായിക്കുന്നു. ഒരു ബയോമെംബ്രേണിന്റെ യഥാർത്ഥ ഗതാഗത ചാനലിൽ β- ഷീറ്റുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ശരീരത്തിലെ എല്ലാ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും ടിഷ്യൂകൾക്കും മെംബ്രൺ ഗതാഗതം മാറ്റാനാവില്ല നാഡീവ്യൂഹം അതിന്റെ വോൾട്ടേജ്-ഗേറ്റഡ് അയോൺ ചാനലുകളും.

രോഗങ്ങളും വൈകല്യങ്ങളും

മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ട് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ തകരാറ് ഗുരുതരമായ സെല്ലുലാർ തകരാറിനും അവയവങ്ങളുടെ തകരാറിനും കാരണമാകും. കുടൽ അല്ലെങ്കിൽ വൃക്ക എന്നിവയിൽ മെംബ്രൻ ഗതാഗതത്തിലെ തകരാറുകൾ കാരണമാകുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, പുനർനിർമ്മാണം, സ്രവിക്കുന്ന തകരാറുകൾ. മൈറ്റോകോൺ‌ഡ്രിയോപതിസ്, ഉദാഹരണത്തിന്, നേതൃത്വം മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ട് ഡിസോർഡേഴ്സ്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ വഴി production ർജ്ജ ഉൽപാദനം സാധ്യമാക്കുന്ന എൻസൈം സംവിധാനത്തെ ബാധിക്കുന്നു. എടിപി സിന്തേസിന്റെ തകരാറുകൾ ഈ സന്ദർഭത്തിൽ പ്രത്യേകിച്ചും ശ്രദ്ധേയമാണ്. ഈ എൻസൈം ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ട്രാൻസ്‌മെംബ്രെൻ പ്രോട്ടീനുകളിൽ ഒന്നാണ്, ഉദാഹരണത്തിന്, പ്രോട്ടോൺ പമ്പിനുള്ളിലെ ഒരു ട്രാൻസ്പോർട്ട് എൻസൈമിന്റെ പ്രവർത്തനം അനുമാനിക്കുന്നു. ആരോഗ്യകരമായ ശരീരത്തിൽ, എൻസൈം എടിപിയുടെ വ്യവസ്ഥയെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയും എടിപി രൂപീകരണത്തിന് കീഴിലുള്ള പ്രോട്ടോൺ ഗ്രേഡിയന്റിനൊപ്പം energy ർജ്ജ-അനുകൂല പ്രോട്ടോൺ ഗതാഗതം പ്രാപ്തമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ എടിപി സിന്തേസ് മനുഷ്യന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട energy ർജ്ജ പരിവർത്തനങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്, ഇത് ഒരു രൂപത്തിലുള്ള energy ർജ്ജത്തെ മറ്റൊന്നാക്കി മാറ്റുന്നു. എടിപി സിന്തസിസിന്റെ വിതരണം കുറയുന്നതിനും ശരീരത്തിൻറെ പ്രകടനം കുറയ്ക്കുന്നതിനും കാരണമാകുന്ന മൈറ്റോകോൺ‌ഡ്രിയൽ മെറ്റബോളിക് പ്രക്രിയകളുടെ അപര്യാപ്തതയാണ് ഇപ്പോൾ മൈറ്റോകോൺ‌ഡ്രിയോപതിസ്. കൂടാതെ, എല്ലാ ട്രാൻസ്പോർട്ടർ പ്രോട്ടീനുകളും എൻസൈമുകൾ ആത്യന്തികമായി മ്യൂട്ടേഷനുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ വൈകല്യങ്ങൾ ബാധിച്ചേക്കാം. ട്രാൻസ്പോർട്ടർ പ്രോട്ടീനുകളുടെ ജനിതക പദാർത്ഥത്തിലെ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ ബാധിച്ച പ്രോട്ടീനുകൾ പരിഷ്കരിച്ച രൂപത്തിൽ ഉണ്ടാകാൻ കാരണമാവുകയും അത് സജീവമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു ബഹുജന ഗതാഗതം കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഈ പ്രതിഭാസം പ്രസക്തമാണ്, ഉദാഹരണത്തിന്, ചില രോഗങ്ങൾക്ക് ചെറുകുടൽ. മെംബ്രൻ ഫ്ലക്സിലെ അസ്വസ്ഥതകൾ പലതരം രോഗങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ട്യൂമറുകളിൽ എൻഡോസൈറ്റോസിസ് പലപ്പോഴും തടസ്സപ്പെടുന്നു. അണുബാധയോ ന്യൂറോജെനറേറ്റീവ് രോഗങ്ങളോ ഇക്കാര്യത്തിൽ അസ്വസ്ഥതകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു. നടക്കാനുള്ള കഴിവില്ലാത്ത ന്യൂറോപതികളും നാഡീ ചാലക വേഗതയും സെൻസറി അസ്വസ്ഥതകളും മെംബറേൻ പ്രവാഹം മൂലം ഉണ്ടാകുന്ന ന്യൂറോ ഡീജനറേറ്റീവ് പരാതികൾക്ക് ഉദാഹരണമാണ്. കൂടാതെ, മ്യൂട്ടേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടത് ഹണ്ടിങ്ടൺസ് രോഗം മെംബറേൻ ഫ്ലക്സിനെ ന്യൂറോജനിക് തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. ഇതുകൂടാതെ, ന്യൂറോ ട്രാൻസ്മിറ്റർ വിഷവസ്തുക്കൾ കാരണം എക്സോസൈറ്റോസിസ് തകരാറിലായേക്കാം. വൈകല്യമുള്ള എക്സോസൈറ്റോസിസ് പോലുള്ള ഉപാപചയ രോഗങ്ങൾക്കും അടിവരയിടുന്നു സിസ്റ്റിക് ഫൈബ്രോസിസ്. പിനോസൈറ്റോസിസിന്റെ തകരാറുകൾ ഇപ്പോൾ പോലുള്ള രോഗങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു അൽഷിമേഴ്സ് രോഗം. മെംബ്രൻ ട്രാൻസ്പോർട്ടിന്റെ തകരാറുകൾക്ക് പല കാരണങ്ങൾ മാത്രമല്ല, ആത്യന്തികമായി നേതൃത്വം വ്യത്യസ്ത ലക്ഷണങ്ങൾക്കും വൈവിധ്യമാർന്ന രോഗങ്ങൾക്കും തുല്യമായി.