Aktive Transporte sind ein biologischer Vorgang, bei dem die Zelle viel Energie aufwendet, um einen im Zellmedium vorhandenen Stoff zu transportieren. Dieser Transport erfolgt gegen den Konzentrationsgradienten, also vom Ort mit der niedrigsten Konzentration zum Ort mit der höchsten Konzentration des jeweiligen Stoffes. Unter Energieaufwand transportierte Stoffe sind in der Regel größer als passiv transportierte, darunter sind neben Zuckern u.a. die Ionen von Kalium, Eisen, Natrium, Calcium, Wasserstoff und hydrogen Aminosäuren.
Das bekannteste unter den aktiven Transporten ist das, was im Anruf passiert Natrium- und Kaliumpumpe. Diese Pumpe ist in allen Zellen des Organismus zu finden und es ist diese Pumpe, die Nervenimpulse für das Nervensystem des Individuums erzeugt. Die Natrium- und Kaliumpumpe sorgt für den Erhalt der Konzentrationsunterschiede zwischen Natrium- und Kaliumionen über die Zellmembran. Darüber hinaus kontrolliert es auch das Zellvolumen und wenn es diese Kontrolle nicht gäbe, würden viele Zellen so angeschwollen sein, dass sie platzen.
Die Natrium- und Kaliumpumpe zielt darauf ab, die Konzentration von Natriumionen (Na+) außerhalb der Zelle und Kaliumionen (K+) innerhalb der Zelle zu erhöhen. Normalerweise ist die Natriumionenkonzentration bereits außerhalb der Zelle hoch und die Kaliumionenkonzentration innerhalb der Zelle bereits hoch. Es wäre zu erwarten, dass Natriumionen eintreten und Kaliumionen die Zelle verlassen würden, dies ist jedoch nicht der Fall, da der Transport gegen den Konzentrationsgradienten erfolgt.
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Das ständige Senden dieser Ionen in die und aus der Zelle führt dazu, dass die Zelle Energie in Form von exp verbraucht ATP (Adenosintriphosphat oder Adenosintriphosphat). Bei jeder Aktivierung der Natrium- und Kaliumpumpe binden drei Natriumionen an ein Trägerprotein. Die von ATP bereitgestellte Energie verändert die Form des Proteins und begünstigt so den Austritt von Natriumionen. Gleichzeitig binden zwei Kaliumionen an das Protein, das beim Ablösen des ATP in seine ursprüngliche Form zurückkehrt und die Kaliumionen in die Zelle treiben.
Neben der Natrium- und Kaliumpumpe finden in unserem Körper noch einige andere aktive Transporte statt. Darunter der Transport von Glukose aus den Darmzellen ins Blut nach der Verdauung von Kohlenhydraten.
Eine Beeinträchtigung des Membrantransports kann zu einer sogenannten Mukoviszidose führen. Es handelt sich um eine Erbkrankheit des Menschen, die durch Probleme in einem Gen auf Chromosom 7 verursacht wird, das die Proteinsynthese steuert. CFTR, dem Regulator des Transports von Chloridionen und Wasser durch Lungen- und Darmzellmembranen. Der Mangel an diesem Protein führt zur Ansammlung von Schleim im Darm und in der Lunge, was beim Patienten verschiedene Symptome verursacht, unter anderem sie: Mangelernährung aufgrund mangelnder effizienter Aufnahme von Nährstoffen im Darm, Atembeschwerden und Infektionen bakteriell.
Menschen, die von dieser Form der Krankheit betroffen sind, erreichen selten das 30. Dieses Gen auf Chromosom 7 ist sehr veränderlich, da mindestens 900 Mutationen entdeckt wurden, die die Krankheit verursacht haben, und daher können die Symptome zwischen den Patienten stark variieren. Ein Kind wird nur an Mukoviszidose leiden, wenn es das defekte Gen von beiden Elternteilen erbt, dies geschieht bei 1 von 29 Personen.
Denisele Neuza Aline Flores Borges
Biologe und Master in Botanik
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