ماذا يحدث عندما يحتاج انتقال المواد عبر الأغشية إلى طاقة ؟

كتابة: خلود صلاح آخر تحديث: 12 أبريل 2022 , 08:46

عندما يحتاج انتقال المواد عبر الأغشية إلى طاقة يحدث النقل النشط

يُعتبر علم الأحياء واحدًا من المواد العلمية الهامة ومن الضروري جدًا دراستها لمعرفة كل ما يحدث في أجسام الكائنات الحية، الذي يهتم بدراسة الكائنات الحية، ومن أهم ما في أجسامها هي الخلايا التي تُمثل أبسط المكونات في جسم الإنسان، الحيوان والنبات، وتلك الخلايا تتشكل من النواة، غشاء الخلية، والسيتوبلازم، وهناك طرق لانتقال المواد عبر الغشاء الخلوي، وحينما يحدث هذا فتُنقل المواد من خلال غشاء الخلايا من التركيز الأقل للتركيز الأعلى، ومن الجدير بالذكر أن تلك العملية تكون بحاجة إلى كمية كبيرة من الطاقة من مادة ثلاثي الفوسفات، ويتم تسميتها باسم (عملية النقل النشط)، وهي معتمدة على مبدأ عكس تدرج التركيز.

النقل النشط انتقال المواد عبر الأغشية من منطقة التركيز

إن عمليات النقل النشط والنقل السلبي عبارة عن طريقتين تتحرك فيهما الجزيئات وغيرها من المواد الأخرى خارج وداخل الخلايا وأيضًا من خلال الأغشية داخل الخلايا، إذ أن النقل النشط يمثل حركة الجزيئات أو الأيونات ضد تدرج التركيز بحيث ينتقل من منطقة ذات تركيز أقل إلى الأعلى، والذي لا يحدث في الغالب، ولذا فإن تلك الإنزيمات والطاقة تكون مطلوبة.

الفرق بين النقل السلبي والنقل النشط

إن النقل السلبي والنقل النشط عبارة عن صورتين لانتقال الطاقة داخل أجسام الكائنات الحية، ولكنهما ليسا بنفس الطريقة، إذ يوجد بينهما بعض الاختلاف، وفي التالي توضيح  الفرق بين النقل السلبي والنقل النشط: [1]

النقل السلبي النقل النشط
إن النقل السلبي عبارة عن حركة الجزيئات أو الأيونات من منطقة ذات تركيز عالي إلى منطقة ذات تركيز منخفض، ويوجد صور متنوعة من النقل السلبي مثل: الانتشار البسيط، الانتشار الميسر، الترشيح، والتناضح، ويحدث هذا النوع من النقل نتيجة إنتروبيا النظام، ولذا لا يحتاج إلى حدوث طاقة إضافية.  النقل النشط يمثل حركة الجزيئات الذائبة داخل وخارج الخلية عبر الغشاء الخلوي، من منطقة ذات تركيز أقل إلى منطقة ذات تركيز أعلى، وتتحرك فيه الجسيمات عكس التدرج التركيزي، من خلال استخدام الطاقة المنبعثة خلال التنفس.

ما هو النقل النشط وأنواعه

إن النقل النشط يتمثل في حركة الجزيئات الذائبة في الخلية أو خارجها من خلال غشاء الخلية، ويكون الانتقال فيه من منطقة تركيز أقل لمنطقة التركيز الأعلى، وفيه يتم تحريك الجسيمات عكس التدرج التركيزي، عن طريق استخدام الطاقة المنبعثة خلال عملية التنفس، وفي بعض الأوقات تكون الجزيئات الذائبة في تركيز أعلى داخل الخلية من التركيز الموجود في الخارج، ولكن تبعًا لأن الكائنات الحية تحتاج إلى تلك الجزيئات، فلا يزال يجب امتصاصها، وتلتقط البروتينات الحاملة جزيئات مُحددة وتأخذها بواسطة غشاء الخلية مقابل تدرج التركيز.

ومن الجدير بالذكر أن حركة الأيونات بواسطة الخلايا تظهر خارج الخلية وداخلها، بحيث يكون عدد قليل من الجزيئات الحاملة بالخارج وعدد مزدوج بالداخل، ثم تنتقل الخلايا من الخارج إلى الداخل، ويوجد نوعان من النقل النشط وهما النقل النشط الأساسي والنقل النشط الثانوي، وفي التالي توضيح لما: [2]

  • النقل النشط الأساسي

في عملية النقل النشط الأساسي، يتم استخدام الطاقة من خلال تفكك ATP – Adenosine ثلاثي الفوسفات من أجل نقل الجزيئات بواسطة الغشاء مقابل تدرج التركيز، ولذا تحتوي كافة مجموعات المضخات التي تعمل عن طريق الطاقة ATP على موقع ربط واحد أو أكثر لجزيئات ATP، والتي توجد على الوجه الخلوي للغشاء، ومن الجدير بالذكر أن النقل النشط الأولي يستخدم طاقة كيميائية خارجية مثل ATP.

وتُعد مضخة الصوديوم والبوتاسيوم والتي تُمثل أهم مضخة في الخلية الحيوانية أحد الأمثلة على النقل الأساسي النشط، وفي عملية النقل تلك يتم نقل أيونات الصوديوم إلى خارج الخلية ويتم نقل أيونات البوتاسيوم إلى داخل الخلية.

  • النقل النشط الثانوي

النقل النشط الثانوي عبارة عن نوع من أنواع النقل النشط الذي يقوم باستخدام الطاقة الكهروكيميائية، ويحدث خلال غشاء بيولوجي بحيث يقرن بروتين ناقل حركة أيون كهروكيميائي (عادةً يكون Na + أو H +) أسفل تدرجه الكهروكيميائي للحركة الصعودية الخاصة بجزيء آخر أو أيون ضد التركيز أو التدرج الكهروكيميائي.

النقل النشط في النباتات

كما يكون الأمر مع البشر والحيوانات، فإن النباتات كذلك تحتاج إلى وجود أنظمة نقل تشارك بصورة أساسية في نقل المواد، مثل العناصر الغذائية، الماء، المعادن وكل ما هو ضروري إلى كافة أجزاء النبات من أجل بقائها، والنقل النشط هو طريقة من طرق النقل في النباتات، والتي تقوم باستخدام الطاقة المخزنة من أجل تحريك الجزيئات ضد تدرج التركيز في الخلية النباتية، وهذا يحدث بالخلايا الجذرية من خلال امتصاص الماء والمعادن، ودائمًا ما يؤدي النقل النشط إلى تراكم جزيئات أيونات باتجاه جانب واحد من الأغشية الخلوية، ويتم تنفيذ النقل النشط في النباتات بواسطة بروتينات الغشاء، وتنقل المادة من التركيز الأقل إلى التركيز الأعلى.

أمثلة على النقل النشط

إن عملية النقل النشط تحدث داخل وخارج الكائنات الحية، وتتضمن بعض أفضل الأمثلة على النقل النشط ما يلي:[3]

  • البلعمة من البكتيريا من خلال البلاعم.
  • حركة أيونات Ca2 + خارج خلايا عضلة القلب.
  • نقل الأحماض الأمينية بواسطة بطانة الأمعاء في أمعاء الإنسان.
  • إفراز البروتينات كالإنزيمات، هرمونات الببتيد والأجسام المضادة من الخلايا المتنوعة.
  • عمل خلايا الدم البيضاء عن طريق حماية الجسم بمهاجمة الأمراض المسببة للميكروبات وغيرها من الغزاة.
  • امتصاص الجلوكوز من خلال الخلايا الظهارية في الزغب من الأمعاء الدقيقة، وامتصاص الأيونات من ماء التربة عن طريق خلايا الجذور في النباتات.

أنواع وسائل النقل النشط

يتم تصنيف وسائل النقل النشطة إلى أربعة أنواع وفقًا إلى طريقة عملها، وفي التالي توضيحهم: [4]

  • الالتقام.
  • طرد خلوي.
  • مضخات Antiport.
  • مضخات سيمبورت.

ما هو النقل الخلوي

إن مصطلح النقل الخلوي يُطلق على حركة المادة خلال غشاء الخلية، ومن الممكن أن تتحرك المادة داخل الخلايا أو خارجها،  وفي بعض الأوقات ينتقل المحلول من خلال طبقة ثنائية الفسفوليبيد أو يتم مزج مادته مع البروتين من أجل المرور بواسطة غشاء الخلية، ويتم تصنيف النقل الخلوي إلى أنواع مختلفة.

أنواع النقل الخلوي

يتم تصنيف النقل الخلوي إلى أنواع مختلفة، وفي التالي تلك الأنواع: [4]

  • النقل النشط: يحتاج النقل النشط وجود طاقة على صورة ATP،  وينقل المذاب من تركيز منخفض إلى نقل تركيز أعلى خلال غشاء الخلية.
  • النقل السلبي (غير النشط): لا يحتاج النقل السلبي وجود أي طاقة، وينقل المذاب من التركيز الأعلى إلى التركيز الأقل عن طريق النقل بواسطة غشاء الخلية.
  • التناضح: ويُعرف كذلك باسم (الخاصيّة الأسموزيّة)، وهي تتمثل في عملية نقل المياه من المنطقة ذات الكثافة العالي، إلى المنطقة ذات الكثافة المنخفضة.
  • الانتشار المسهّل: هذا النوع مختص بنقل بروتينات الغشاء الخلوي ما بين جانبي الغشاء، وهو الذي يسمح بنقل السكريات والأحماض الأمينية.
  • الانتشار البسيط: وهو عبارة عن عملية اتزان تحدث بين تركيز المواد ما بين جانبي الغشاء، مثل نقل الأكسجين، أو غاز ثاني أكسيد الكربون.
  • الانتشار الميسر: يسمح الانتشار الميسر لعمليات الانتشار أن تحدث من خلال الغشاء الذي يتكون من بروتين سكري.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى
error: