Categories
membrantransport Ordbog

Natrium-kaliumpumpen

Natrium-kaliumpumpen er et membranprotein, der sidder på tværs af cellemembranen. Det bliver også kaldt for Na+/K+-ATPase eller Na/K-pumpen.

Pumpen sørger for ionbalancen er optimal. Det er særligt vigtigt for cellens evne til at kommunikere med hinanden, men også cellens evne til at kontrollere næringsindtag og kontrollere cellens pH værdi og volumen.

Natrium-kaliumpumpen fungerer ved at pumpe to kalium ioner (K+) ind i cellen, og tre natrium ioner (Na+) ud af cellen. Pumpen kræver energi (ATP) for at fungere. Derfor er der tale om aktiv transport over cellemembranen.

Sådan fungerer Natrium-kaliumpumpen

  1. Natrium-kaliumpumpen i dens inaktive stadie er åben mod indersiden af cellen. I inderside af cellen vil der være en høj koncentration af Natrium-ioner (Na+), som sætter sig på pumpen.
  2. Når Natrium-kaliumpumpen skal aktiveres, kommer ATP ind og aktivere pumpen. ATP, som er et molekyle med tre fosfatet, fraskiller et enkelt fosfat molekyle. Denne fraskilles udløser energien og ændrer pumpens struktur. ATP bliver til ADP+P og pumpen aktiveres.
  3. Pumpen aktiveres og strukturen af pumpen ændres. Ændringer gør at Natrium ionerne nu vender ud fra cellen. Fordi strukturen har ændret sig betyder det også at natrium ikke længere sidder særlig godt fast og de bliver derfor fraskilt fra strukturen.
  4. Når Natrium ionerne er fraskilt, er der plads til at Kalium ionerne kan sætte sig fast på pumpen. Lige så snart Kalium Ionerne har sat sig fast ændre pumpen struktur igen (denne gang uden ATP) og pumpen vender indad mod cellens indre. Fordi Kalium Ionerne ikke sidder særlig godt fast på pumpen bliver de fraskilt inde i cellen.
  5. Når Kalium ionerne er fraskilt skifter pumpen struktur igen til den originale struktur.
  6. Pumpen har nu pumpet to positivt ladet kalium ioner ind i cellen og tre positivt ladede natrium ioner ud af cellen. Så, hver gang pumpe kører en omgang tilføjer cellen én mere positivt ladet ion udenfor cellen. Det resulterer i, at cellens ydre bliver mere positivt ladet end inde i cellen.

Hvad er Natrium-kalium pumpen
Natrium-kalium pumpe (kilde)

Hvilepotentialet.

Pumpen aktiveres for at opretholde hvilepotentialet i cellen. Pumpen aktiveres også for at skifte natrium ioner ud med kalium ioner.

Hvilepotentialet er forskellen i elektrisk ladning mellem cellens indre og ydre.

Hvilepotentialet kan ses som det stabile, grundlæggende elektriske mål for cellen i dens afslappende tilstand. Forskellige typer celler har forskellige typer. For en nervecelle er hvilepotentialet -70 mV.

Når en nervecelle skal sende et signal videre, forekommer der et aktionspotentiale, altså et signal mellem to nerveceller. Når dette sker, stiger nervecellens elektriske membranpotentiale fra -70 mV til +40 mV.

Aktionspotentiale og natrium og kalium kanaler.

Aktionspotentialet aktiveres ved at natriumkanalerne i cellens membran bliver stimuleret til at åbne. Fordi der er mange flere positive natrium ioner udenfor cellen, end der er positive kalium ionen indenfor cellen, vil natrium ionerne sive ind i cellen.

Fordi natrium, ligesom kalium, er positivt ladet vil cellens indre blive mere positivt ladet. Det kalder man for en depolarisering og cellens elektriske potentiale vil, som i nervecellens tilfælde, nå +40 mV.

Når dette sker, vil kaliumkanalen åbne og positive kalium ioner vil sive ud af cellen. Dette gør at cellen vil gå tilbage mod dens hvilepotentiale på -70 mV. Dette kalder man for en repolarisering.

Der vil nu være flere natrium ioner på indersiden af cellen, og flere kalium ioner på ydersiden af cellen. Det betyder at Natrium-kalium pumpen nu kan gå igang med at pumpe natrium ioner ud, og kalium ioner ind i cellen.

Hvilepotentiale, kanaler og pumpen.

  1. Hvilkepotentiale
  2. Stimulus starter aktionspotentialet og åbner natrium kanalen = +45 mV
  3. Kalium kanal åbner, kalium siver ud = -70 mV
  4. Natriumkaliumpumpen pumper natrium ud af cellen, og kalium ind i cellen.
Natrium Kalium pumpen og hvile potentialet

Når der forekommer et aktionspotentiale, altså et signal mellem celler, stiger cellens elektriske membranepotentiale. I nervecellen stiger den eksempelvis fra -70 mV til +40 mV.

Aktionspotentialet bliver udløst af ionkanaler i cellens membran. I cellens hviletilstand (under hvilepotentialet) er disse lukkede.

Categories
membrantransport Ordbog

Faciliteret Diffusion

Diffusion og cellemembranen

Cellemembranen er selektiv permeable. Det betyder, at cellemembranen regulerer, hvilke stoffer der kommer ind og ud af cellen.

Der er forskellige måder cellemembranen regulerer det på og flere forskellige måder transporten foregår på. Den simpleste måde det kan foregå på, er ved passive transport. Altså, den type transport, der ikke kræver energi.

Passiv transport er en diffusion. Når der foregår en diffusion, vil et stof bevæge sig fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration af det samme stof. Man siger at “stoffet bevæger sig mod sin koncentrationsgradient”.

Vi kan eksempelvis have et stof A i høj koncentration på ydersiden af cellen, og et stof B i lav koncentration inde i cellen. Her vil der ske en diffusion. Altså vil stof A sive ind i cellen indtil der er lige meget af stof A og stof B på hver side. Systemet er i ligevægt, som man siger.

Hvad er Faciliteret diffusion?

Nogle molekyler kan bevæge sig igennem cellemembranen ved hjælp at simpel diffusion. Det kan de fordi de polære, såsom CO2 og O2. Andre stoffer, der er polære eller, der har en ladning, skal have hjælp. Det skal de fordi cellemembranen har en hydrofob midte og de ellers ikke villet kunne komme igennem.

Når der sker en faciliteret diffusion, bevæger stoffer sig mod deres koncentrationsgradient ved hjælp af membranproteiner. Der er to overordnede kategorier af transport‐proteiner i membranen, som hjælper med denne proces.

Kanalproteiner

Et kanel protein er en struktur, der går tværs igennem cellemembranen og danner en slags tunnel fra cellens ydre (extracellular space) til cellens indre (intracellular space). Kanalproteiner er yderst selektive og tillader kun specifikke stoffer at komme ind og ud. Der findes derfor mange forskellige kanal-proteiner, og hvilke cellemembraner har, afhænger af hvilken funktion cellen skal udføre.

faciliteret diffusion kanalproteiner

Carrier protein (permease)

Den anden form for transport proteiner er carrier proteinerne. Disse proteiner sidder også tværs igennem cellemembranen, men frem for en tunnel bærer de stofferne igennem membranen.

Måden, de gør det på, er ved at skifte form, som illustreret på billedet, herunder. Stoffet A sætter sig fast til carrier‐proteinet på ydersiden af cellemembranen. Carrier proteiner skifter så form og i takt med den skifter form, spytter den stoffet ud på den anden side, groft sagt.

faciliteret diffusion carrier proteiner

Carrier proteiner kræver ikke energi for at fungere. I stedet aktiveres de af stoffernes koncentration. Du kan forestille dig det lidt, som en vippe. Hvis du (stoffet) står alene i den ene side, vil den modsatte sidde skyde op i vejret. Går du mod den anden side, vil vippen ramme jorde, og siden du lige var kommet fra at skyde op i vejret. Det er omtrent den samme mekanisme carrier-proteiner benytter sig af.

Categories
membrantransport Ordbog

Simpel Diffusion

Først og fremmest, hvad er diffusion?

Før vi kan forstå Simpel Diffusion er først nød til at forstå hvordan diffusion grundlæggende fungerer.

Vi kender diffusion som et fænomen, hvor et område med et stof i højkoncentration går mod et område med lav koncentration, indtil der forekommer en ligevægt. I fagsprog siger man at stofferne bevæger sig med deres koncentrationsgradient.

Det betyder med andre ord bare, at diffusion er en spredning af et stof fra høj til lav koncentration.

Og hvilke slags stoffer kan det så være?

Diffusion i en Det kan både være store molekyler, som eksempelvis glukose, eller det kan være små stoffer, såsom O2 eller CO2. Hvilken slags diffusion, der bruger brugt, afhænger af, hvilke stoffer vi kigger på.

Hvad er Simpel Diffusion?

Hvis der er tale, om simpel diffusion omhandler det de upolære stoffer, som går igennem cellemembranen.

Fordi cellemembranens byggesten (fosfolipider) også er upolære, kan stofferne frit gå igennem cellemembranen. Processen kræver derfor ingen energi. Derfor er Simpel Diffusion en passiv transport‐mekanisme.

Figuren herunder illustrerer hvordan et stof (den grønne trekant) bevæger sig igennem cellemembranen ved hjælp at Simpel Diffusion. Altså, fra et område med høj koncentration, mod et område med lav koncentration af det samme stof.

Hvad er simpel diffusion

Hvad driver Simpel diffusion?

Simpel Diffusion er drevet af kinetisk energi. Altså, den energi der bliver produceret når noget (kroppen) bevæger sig.

Når der opstår Simpel Diffusion er det fordi molekylerne støder ind i hinanden helt tilfældigt. Når vi har en høj koncentration af molekyler er der flere molekyler, der kan støde ind i hinanden – og derved også flere forskellige retninger de kan skydes ud i.

Derfor er det helt naturligt at molekylerne bliver skudt i den retning hvor området med færre molekyler er – for der er jo færre molekyler at støde ind i.

Categories
membrantransport Ordbog

Endocytose og Eksocytose

Endocytose og Eksocytose er metoder, som cellerne bruger til at flytte store materialer ind, eller ud af cellerne.

Det specielle ved disse metoder er, at de flytter materialer, som ellers er for store til diffusion og for store til at blive transporteret vha. transportproteiner eller kanaler.

Endocytose og Eksocytoser, en transport, mekaniske, der bruges i eukaryote celler. Fordi processen kræver energi, er den karakteriseret som en aktiv transport-mekanisme.

Materialer kan i denne forbindelse være store partikler, hormoner, polysakkarider osv.

Sådan kommer materialerne ind og ud af cellen.

Materialerne der skal flyttes, bliver flyttet ved hjælp af vesikler. En vesikel er en slags blære, som kan indeholde materialerne cellen skal bruge.

Vesiklens væg er bygget af det samme lag af lipider som cellemembranen. Derfor kan vesiklen fusionere med cellemembranen og samtidig holde på de materialer, der skal ind, eller ud af cellen.

Hvad er endocytose og eksocytose

Forskellen på Endocytose og Eksocytose

Det er heldigvis ret simpelt. Endocytose flytter materialer IND i cellen, og Eksocytose flytter materialer UD af cellen.

hvad er endocytose og eksocytose

Endocytose: Pinocytose og Fagocytose

De er altså processen, hverved metarialer fanges ud fra og transporteres ind i cellen vha. vesikler. Der er to måder dette kan foregå på.

  1. Pinocytose er processen hvor forskellige materialer der er opløst i en væske, tages ind i cellen.
  2. Fagocytose er processen, hvor ét stort, fast stof transporteres ind i cellen.

Den store forskel på de to forskellige processer er altså, at Pinocytose transporterer flere forskellige materialer ind i cellen, som er opløst i en væske. Omvendt, transporterer Fagocytose et specifikt fast stof ind i cellen.

Pinocytose og Fagocytose

Læs mere om Endocytose her.

Hvad bruger cellerne Endocytose og Eksocytose til?

Hvad bruger vi Endocystose til?

  • Cellerne bruger Endocytose til at indfange næring, såsom proteiner og lipider.
  • Immunsystemets celler indfanger patogener, der skal ødelægges, ved hjælp af endocytose

Hvad bruger vi Eksocytose til?

  • Fjerne affaldsstoffer
  • Facilitere af kommunikation mellem celler. Når en celle skal kommunikere til en anden celle, sker ved hjælp af signalstoffer. Signalstoffer, såsom hormoner eller neurotransmittere, bliver lavet inde i cellen. Når cellen skal udskille signalstoffet, bliver det gjort ved hjælp af Eksocytose.
Categories
membrantransport Ordbog

Diffusion

Diffusion er bevægelsen af et stof fra et område med høj koncentration mod et område med lav koncentration.

Når en væske har en høj koncentration, betyder det, at der er mange stoffer i den pågældende væske. Du kan forstille dig et glas saftevand, jo mere saft (stoffet) du hælder i glasset med vand, jo mere koncentreret bliver saftevandet og jo flere ”saftevands stoffer” finder vi glasset med vand.

Molekyler er altid i bevægelse. det er vigtigt at huske på fordi du skal forstille dig, at de hele tiden støder ind i hinanden. Det vil sige, at jo flere stoffer vi har i en væske, jo flere gange vi de støde ind i hinanden og skifte retning.

Og netop derfor vil vores koncentrerede glas saftevand blive fortyndet hvis vi puttede det ned i en stor spand med fortyndet saftevand. Altså, fordi koncentrationen af saftevand vil flyttet sig fra en høj koncentration mod et område med lav koncentration.  

Det siger jo sig selv, men det er netop hele konceptet bag diffusion. Når noget med en høj og lav koncentration af et stof interagerer, vil der forekomme en ligevægt i opløsningen. Og der er selvsagt ikke noget magisk ved det, det er blot molekyler som støder ind i hinanden indtil de har spredt sig ud og opnået en ligevægt.

Figur: Diffusion

Hvad menes der med koncentrations gradienter?


Vi kan forstå en gradient som noget der indeholder mere i den ene ende, og mindre i den anden ende.

Hvis vi tager saftevands-analogien i brug igen, har vi altså saftevandsglasset med høj koncentration og spanden med vand med lav koncentration. Altså, har vi en koncentrationsgradient.

Når de to blandes, vil der opstå en ligevægt og der vil ikke længere eksistere en koncentrationsgradient.

Diffusion i kroppen

Transporten af næringsstoffer, hormoner og sågar oxygen er dybt afhængige af diffusion. Diffusion er nemlig ansvarlig for, at en lang rækker stoffer kommer igennem cellemembranen. Omvendt, er diffusion også ansvarlig for udskillelsen af affaldsstoffer fra cellen.

Diffusion er kun effektivt over korte afstande. Eksempelvis kommunikere nervecellerne med hinanden ved hjælp af signalstoffer, som ligger sig ligeligt og jævnt fordelt imellem de to nervecellers synapser. Det er diffusionen, der sørger for den jævne fordeling af signalstoffet.

Vidste du? Afstanden mellem cellemembranen i en synapse er omtrent 0,0000002 cm!

Diffusion i blodet

Udveksling af næringstoffer, forskellige luftarter og affaldstoffer mellem mellem de mindste blodkar (Kapilær).

Hastigheden hvorved diffusionen kan foregår er afhængig af kappillærvæggens permeabilitet for stoffer, samt koncentrations forskellen mellem blodet og vævsvæsken.

Hvilke typer diffusion finders der?

Der findes forskellige former for diffusioner på kroppen. En af de bedste processer at kende er den passiv transport. I den passive transport flyttes et stof ind i en celle, uden forbrug af energi. Det foregår både via. osmose, simpel diffusion og faciliteret diffusion.

Categories
membrantransport Ordbog

Passiv transport

Passiv transport er en betegnelse, der dækker over transport af et stof igennem en cellemembran uden forbrug af energi.

Det kan blandt andet ske ved en diffusion hvor et stof flyttes igennem cellemembranen fra en lav til en højere koncentrationen.

Der findes fire typer passiv transport:

  1. Simpel diffusion: Et stof, der bevæger sig fra høj til lav koncentration (uden assistance fra transportproteiner)
  2. Faciliteret diffusion: Et stof, der bevæger sig fra høj til lav koncentration (med assistance fra transportproteiner)
  3. Filtrering: En betegnelse for hændelsen hvorved små stoffer blot trænger igennem cellemembranen fordi de er små.
  4. Osmose: En betegnelse for vands diffusion når to opløste stoffer eksisterer i en lav og højkoncentrationen, på den ene og anden side af cellemembranen.

Det modsatte af en passiv transport er en aktiv transport hvor der bruges energi.

Categories
membrantransport Ordbog

Aktiv transport

Aktiv transport er en betegnelse, der dækker over transport af et stof igennem en cellemembran ved brug af energi.

Hvis du tænker cellemembranen som cellens mur kan du visualisere den aktive transport som en proces hvorved stoffet går ind igennem dør indtil cellens indre.

Selve døren til cellen kalder vi for transportproteiner. Disse transportproteiner pumper stoffet ind i cellen.

Når der forekommer aktiv transport, flyttes et stof fra en lav til et sted med højere koncentration. Derfor siger man at det ”flytter sig mod sin koncentrationsgradient”.  

Når stoffet flytter sig mod koncentrationsgradienten, har pumpen (transportproteinerne) brug for energi. Derfor kaldes det for aktiv transport.


Det modsatte ville være passiv transport, som er betegnelsen for transport af molekyler uden forbrug af energi.

Nyhedsbrev