![Transportvorgänge durch die Biomembran/ Stofftransport durch die Biomembran [Biologie, Oberstufe]](https://i.ytimg.com/vi/NrjnOQiL_Ts/hqdefault.jpg)
Inhalt
Glukose ist ein Zucker mit sechs Kohlenstoffen, der von den Zellen direkt metabolisiert wird, um Energie bereitzustellen. Die Zellen entlang Ihres Dünndarms absorbieren Glukose zusammen mit anderen Nährstoffen aus der Nahrung, die Sie essen. Ein Glucosemolekül ist zu groß, um durch einfache Diffusion durch eine Zellmembran zu gelangen. Stattdessen unterstützen Zellen die Glucosediffusion durch erleichterte Diffusion und zwei Arten des aktiven Transports.
Zellmembran
Eine Zellmembran besteht aus zwei Phospholipidschichten, in denen jedes Molekül einen einzelnen Phosphatkopf und zwei Lipid- oder Fettsäureschwänze enthält. Die Köpfe richten sich entlang der inneren und äußeren Grenzen der Zellmembran aus, während die Schwänze den Raum dazwischen einnehmen. Nur kleine, unpolare Moleküle können durch einfache Diffusion durch die Membran gelangen. Die Lipidschwänze stoßen polare oder teilweise geladene Moleküle ab, die viele wasserlösliche Substanzen wie Glucose enthalten. Die Zellmembran ist jedoch mit Transmembranproteinen übersät, die den Durchgang zu Molekülen ermöglichen, die die Schwänze sonst blockieren würden.
Erleichterte Diffusion
Die erleichterte Diffusion ist ein passiver Transportmechanismus, bei dem Trägerproteine Moleküle durch die Zellmembran transportieren, ohne die Energieversorgung der Zelle zu nutzen. Stattdessen wird die Energie durch den Konzentrationsgradienten bereitgestellt, was bedeutet, dass Moleküle von höheren zu niedrigeren Konzentrationen in die Zelle hinein oder aus dieser heraus transportiert werden. Die Trägerproteine binden an Glucose, wodurch sie ihre Form ändern und die Glucose von einer Seite der Membran auf die andere verschieben. Rote Blutkörperchen verwenden eine erleichterte Diffusion, um Glukose zu absorbieren.
Primärer aktiver Transport
Die Zellen entlang des Dünndarms nutzen den primären aktiven Transport, um sicherzustellen, dass die Glukose nur in eine Richtung fließt: von der verdauten Nahrung zum Zellinneren. Aktive Transportproteine verwenden Adenosintriphosphat (ATP), das Energiespeichermolekül der Zelle, um Glukose entweder mit oder gegen den Konzentrationsgradienten in die Zelle zu pumpen. Die Transportproteine werden als ATPase-Enzyme bezeichnet, da sie eine Phosphatgruppe von ATP befreien und die entstehende Energie für ihre Arbeit nutzen können. Durch den aktiven Transport wird sichergestellt, dass Glukose in Zeiten des Glukosemangels nicht aus Dünndarmzellen austritt.
Sekundärer aktiver Transport
Sekundärer aktiver Transport ist eine andere Methode, mit der Zellen Glukose importieren. Bei dieser Methode importiert ein Transmembranprotein, das als Symporter bekannt ist, zwei Natriumionen für jedes importierte Glucosemolekül. Das Verfahren verwendet kein ATP, sondern beruht stattdessen auf dem höheren Konzentrationsgradienten von Natrium außerhalb der Zelle im Verhältnis zum Zellinneren. Die positiv geladenen Natriumionen liefern elektrochemische Energie, um Glucose mit oder gegen den Glucosekonzentrationsgradienten zu importieren. Sekundärer aktiver Transport wird von Zellen im Dünndarm, im Herzen, im Gehirn, in den Nieren und in bestimmten anderen Organen verwendet.