Bunková bariéra organizmu

Bunková bariéra organizmu je tvorená cytoplazmatickou membránou bunky, ktorá je tvorená amfifilnými fosfolipidmi vytvárajúcich fosfolipidové dvojvrstvy bunkových membrán s hydrofilným povrchom a lipofilným vnútrom. Prekonanie bunkových membrán je dôležité na dosiahnutie terapeutického cieľa vo vnútri bunky. Liečivá prenikajú biologickými membránami troma rôznymi spôsobmi: difúziou, transportom pomocou prenášačov a vezikulárnym transportom.

 Difúzia 
Difúzia je definovaná ako látkový tok vyvolaný rôznou koncentráciou látky v rôznych častiach sústavy. Difúzia sa riadi Fickovými zákonmi. Ide o spontánny proces, ktorý zvyšuje entropiu sústavy.

 Voľná difúzia 
Voľná difúzia (tiež jednoduchá difúzia) je difúzny tok látky liečiva cez fosfolipidovú dvojvrstvu. Kapacita transportu látky je neobmedzená, pretože sa nespolieha na prenášače. Chemická štruktúra látky výrazne ovplyvňuje, či daná látka môže prechádzať bunkovými membránami voľnou difúziou: je možná len u lipofilných molekúl a malých anorganických látok ako kyslík, oxid uhličitý, oxid uhoľnatý, dusík, vzácne plyny a steroidné hormóny. Voľnou difúziou nemôžu prenikať cez membrány elektricky nabité látky (katióny a anióny organického alebo anorganického pôvodu). Vo veľmi obmedzenej miere môžu voľnou difúziou prechádzať cez fosfolipidovú dvojvrstvu malé polárne molekuly ako voda (zväčšina molekúl vody prechádza membránami cez akvaporíny: proteíny v membráne určené na prenášanie vody), amoniak, glycerol a močovina.

 Transportom pomocou prenášačov 
Membránové transportné proteíny sú integrálne proteíny membrány, ktoré sa zúčastňujú prenosu chemických látok cez membrány. Z hľadiska mechanizmu prenosu sa delia na transportéry a kanály. Z hľadiska bioenergetiky rozlišujeme prenášače, ktoré spotrebúvajú energiu (aktívny transport cez transportéry) a prenášače, ktoré energiu nespotrebúvajú (pasívny transport facilitovanou difúziou cez transportéry alebo kanály).

 Facilitovaná difúzia 
Facilitovaná (uľahčená) difúzia je sprostredkovaná kanálmi alebo transportérmi. Kanály vytvárajú v membráne úzke póry, ktorými sa na druhú stranu membrány dostávajú anorganické ióny a/alebo voda, pričom vždy ide o pasívny transport bez spotreby energie bunky. Transportéry sú proteíny, ktoré pri prenose látok podliehajú veľkým konformačným zmenám, pričom sú schopné prenášať malé molekuly a ióny, ako glukózu, aminokyseliny.

 Primárny aktívny transport 
Primárny aktívny transport je sprostredkovaný vždy transportérmi (nikdy nie kanálmi), ktoré prenášajú chemickú látku proti koncentračnému gradientu za spotreby energie bunky vo forme ATP alebo GTP. 

Najdôležitejšia transportérová ATPáza je sodno-draselná pumpa (Na/K-ATPáza), ktorá sa nachádza v cytoplazmatickej membráne všetkých buniek a generuje transmembránové elektrochemické potenciály tým, že exportuje sodné ióny von z bunky a draselné ióny do vnútra bunky v molárnom pomere, ktorý je odlišný od 1:1, čoho dôsledkom je elektrické nabíjanie cytoplazmatickej membrány. Sodno-draselná pumpa spotrebuje väčšinu energie, ktorú človek skonzumuje v potrave. Vytvorený gradient elektrochemického potenciálu na bunkovej membráne potom slúži ako zdroj energie pre sekundárny transport.

 Sekundárny aktívny transport 
Sekundárny transport je sprostredkovaný vždy transportérmi (nikdy nie kanálmi), ktoré prenášajú chemickú látku proti koncentračnému gradientu za spotreby energie bunky vo forme transmembránového potenciálu vytvoreného rôznou koncentráciou určitého iónu na dvoch stranách tej istej membrány.

Najdôležitejší sekundárny transport sa týka symportu glukózy a sodných iónov z čreva do vnútra epitelových buniek. Gradient sodných iónov na bazolaterálnej membráne epitelových buniek sa využíva na "vťahovanie" glukózy do vnútra bunky epitelu, hoci tam je vyššia koncentrácia glukózy ako v lumene čreva.

 Vezikulárny transport 
Vezikulárny transport využíva sa transport látok do vnútra bunky vezikuly, čo sú sférické mechúriky odškrtené od cytoplazmatickej membrány, ktorá sa najskôr invaginuje (vliači dovnútra), dôjde ku odšrkteniu za vzniku vačku a ten následne za spotreby ATP a GTP cestuje pomocou kinezínov a dyneínov po cytoskelete na miesto určenia.

 Referencie 

Kategória:Bunka