Transportmechanismen

Beim passiven Transport bewegen sich Moleküle entlang ihres Konzentrationsgefälles von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration, ohne dass dabei Energie aufgewendet wird. Beispiele für passiven Transport sind die einfache Diffusion und die osmotische Diffusion.

Die einfache Diffusion ist ein passiver Transportprozess, bei dem Moleküle direkt durch die Lipidschicht der Biomembran diffundieren, um das Konzentrationsgefälle auszugleichen.

Bei der osmotischen Diffusion bewegen sich Wassermoleküle durch selektiv permeable Membranen, um ein Ungleichgewicht in der Konzentration gelöster Stoffe (z.B. Salze) auszugleichen. Wasser diffundiert von einem Bereich niedrigerer zu einem Bereich höherer Konzentration gelöster Stoffe.

Beim aktiven Transport bewegen sich Moleküle entgegen ihrem Konzentrationsgefälle von einem Bereich niedrigerer Konzentration zu einem Bereich höherer Konzentration, unter Verbrauch von Energie (z.B. ATP). Aktiver Transport ermöglicht den Transport von Molekülen gegen ihre Konzentrationsgradienten.

Primär aktiver Transport bezieht die direkte Nutzung von Energie ein, wie z.B. die Bindung und Hydrolyse von ATP. Ein Beispiel für primär aktiven Transport ist die Natrium-Kalium-Pumpe, die Natriumionen aus der Zelle pumpt und Kaliumionen in die Zelle hineinpumpt.

Sekundär aktiver Transport nutzt den Energiegradienten, der durch den primär aktiven Transport erzeugt wurde, um andere Moleküle gegen ihren Konzentrationsgradienten zu transportieren. Ein Beispiel ist der Natrium-Glucose-Symport, bei dem Glucose gegen ihren Konzentrationsgradienten transportiert wird, während Natriumionen mit ihrem Konzentrationsgradienten wieder in die Zelle einströmen.

Membranfluss bezieht sich auf den kontinuierlichen Austausch von Membranbestandteilen, wie Lipiden und Proteinen, zwischen den verschiedenen Bereichen der Zelle. Dieser Austausch erfolgt durch Vesikelbildung, Fusion und Transport innerhalb des endomembranösen Systems der Zelle.

Endozytose ist ein aktiver Transportprozess, bei dem Zellen Substanzen aus ihrer Umgebung aufnehmen, indem sie sie in Vesikeln einschließen. Es gibt verschiedene Arten von Endozytose, wie die Phagozytose (Aufnahme fester Partikel), die Pinocytose (Aufnahme von Flüssigkeiten) und die Rezeptorvermittelte Endozytose (Aufnahme spezifischer Moleküle durch Rezeptoren).

Exozytose ist ein aktiver Transportprozess, bei dem Zellen Stoffe aus ihrem Zellinneren nach außen abgeben, indem Vesikel mit der Plasmamembran verschmelzen und ihren Inhalt freisetzen. Exozytose wird für die Freisetzung von Hormonen, Neurotransmittern und anderen Stoffen aus der Zelle verwendet.

Transzytose ist ein kombinierter Prozess aus Endozytose und Exozytose, bei dem Stoffe von einer Seite der Zelle zur anderen transportiert werden, indem sie zuerst in Vesikeln aufgenommen und dann auf der anderen Seite freigesetzt werden. Transzytose ist wichtig für den Transport von Molekülen durch Barrieren wie z.B. die Blut-Hirn-Schranke.