3.4.1 – Az elsődlegesen aktív transzport – Der primär aktive Transport
1. A diffúzió ingyen van: a részecskék maguktól áramlanak a nagyobb töménység felől a kisebb felé, és ehhez a sejtnek semmit sem kell tennie; az élő sejt belső rendje azonban éppen abból áll, hogy bizonyos anyagokat a saját elektrokémiai lejtőjükkel szemben mozgat, és ehhez már munkát kell végeznie: ezt a munkával járó szállítást nevezzük aktív transzportnak. – Die Diffusion ist umsonst: die Teilchen strömen von selbst von der höheren Konzentration zur niedrigeren, und die Zelle muss dafür nichts tun; die innere Ordnung der lebenden Zelle besteht jedoch gerade darin, dass sie bestimmte Stoffe entgegen ihrem eigenen elektrochemischen Gefälle bewegt, und dafür muss sie bereits Arbeit leisten: diesen mit Arbeit verbundenen Transport nennen wir aktiven Transport (transportus activus).
2. Elsődlegesen aktívnak akkor nevezzük a szállítást, ha maga a szállítófehérje bontja el az ATP-t, vagyis az energia felszabadulása és az anyag mozgatása közvetlenül összekapcsolódik. – Primär aktiv nennen wir den Transport dann, wenn das Trägerprotein selbst das ATP (Adenosintriphosphat) spaltet, wenn also die Energiefreisetzung und die Bewegung des Stoffes unmittelbar gekoppelt sind.
3. Az ilyen fehérjét pumpának nevezzük, és minden pumpa egyben enzim is: ATP-áz aktivitása révén hasítja le az ATP utolsó foszfátcsoportját. – Ein solches Protein nennen wir Pumpe, und jede Pumpe ist zugleich ein Enzym: durch ihre ATPase-Aktivität spaltet sie die letzte Phosphatgruppe des ATP ab.
4. A felszabaduló energia a fehérje térszerkezetét alakítja át: a pumpa alakot vált, kötőhelye a membrán egyik oldaláról a másikra fordul, és a megkötött részecskét ott engedi el. – Die frei werdende Energie formt die Raumstruktur des Proteins um: die Pumpe wechselt ihre Gestalt, ihre Bindungsstelle dreht sich von der einen Seite der Membran auf die andere, und dort lässt sie das gebundene Teilchen los.
5. Mivel a kötőhelyek száma véges, a folyamat telíthető, és mivel a kötőhely alakja meghatározott, fajlagos is: minden pumpa csak a maga anyagát ismeri fel, a hasonló szerkezetű molekulák pedig versengenek érte. – Da die Zahl der Bindungsstellen begrenzt ist, ist der Vorgang sättigbar, und da die Form der Bindungsstelle festgelegt ist, ist er auch spezifisch: jede Pumpe erkennt nur ihren eigenen Stoff, ähnlich gebaute Moleküle dagegen konkurrieren um sie.
6. Ebből következik, hogy minden pumpa gátolható is: elég, ha egy méreg a kötőhelyet foglalja el vagy a foszfátcsoport átvitelét akadályozza meg, és a szállítás megáll – ezen alapul több növényi méreg és nem kevés gyógyszer hatása. – Daraus folgt, dass jede Pumpe auch hemmbar ist: es genügt, dass ein Gift die Bindungsstelle besetzt oder die Übertragung der Phosphatgruppe verhindert, und der Transport steht still – darauf beruht die Wirkung mehrerer Pflanzengifte und nicht weniger Arzneimittel.
7. A pumpák teljesítménye ezenfelül a sejt energiaellátásától függ: oxigénhiányban vagy sejtméreg hatására az ATP elfogy és a szállítás lelassul, a hőmérséklet tíz fokos emelkedése viszont a sebességét akár öt-hatszorosára növelheti. – Die Leistung der Pumpen hängt darüber hinaus von der Energieversorgung der Zelle ab: bei Sauerstoffmangel oder unter der Wirkung eines Zellgiftes geht das ATP zur Neige und der Transport wird langsamer, ein Anstieg der Temperatur um zehn Grad kann seine Geschwindigkeit dagegen auf das Fünf- bis Sechsfache erhöhen.
8. A sejthártya kalciumpumpája a kalciumionokat szüntelenül kifelé szállítja, és a sejt belsejében nagyjából tízezerszer kisebb kalciumszintet tart fenn, mint amilyen kívül uralkodik. – Die Kalziumpumpe der Zellmembran befördert die Kalziumionen (calcium) unablässig nach außen und hält im Zellinneren einen etwa zehntausendfach niedrigeren Kalziumspiegel aufrecht, als er außen herrscht.
9. A belső raktár, az izomrost szarkoplazmatikus retikuluma szintén saját kalciumpumpával rendelkezik: ez szívja vissza az összehúzódáskor kiszabadult kalciumot, és ezzel teszi lehetővé az elernyedést. – Der innere Speicher, das sarkoplasmatische Retikulum (reticulum sarcoplasmaticum) der Muskelfaser, verfügt ebenfalls über eine eigene Kalziumpumpe: sie saugt das bei der Kontraktion frei gewordene Kalzium zurück und ermöglicht dadurch die Erschlaffung.
10. A gyomornyálkahártya fedősejtjeinek protonpumpája hidrogéniont présel a gyomor üregébe és cserébe káliumot vesz fel, s a gyomornedvet így milliószor savasabbá teszi a vérplazmánál. – Die Protonenpumpe der Belegzellen (cellulae parietales) der Magenschleimhaut presst Wasserstoffionen in den Magenraum und nimmt dafür Kalium auf; sie macht den Magensaft dadurch millionenfach saurer als das Blutplasma.
11. A vese gyűjtőcsatornájának közbeiktatott sejtjei ugyancsak protonpumpával savanyítják a vizeletet, és ezzel a vér kémhatását tartják szűk határok között. – Die Schaltzellen des Sammelrohrs (tubulus colligens) der Niere säuern den Harn ebenfalls mit einer Protonenpumpe und halten dadurch den Säuregrad des Blutes in engen Grenzen.
12. A mitokondrium belső hártyájában megfordul a viszony: az ott dolgozó protonpumpákat nem az ATP hajtja, hanem a tápanyagok elégetéséből származó energia, a visszaáramló protonok pedig magát az ATP-t állítják elő. – In der inneren Membran des Mitochondriums (mitochondrion) kehrt sich das Verhältnis um: die dort arbeitenden Protonenpumpen werden nicht vom ATP angetrieben, sondern von der Energie aus der Verbrennung der Nährstoffe, und die zurückströmenden Protonen stellen das ATP selbst her.
13. A membránpumpák együttesen a nyugalmi energiaforgalom becslések szerint húsz-negyven százalékát emésztik fel: a test alapjáraton is jórészt azzal foglalkozik, hogy ionokat tologat a hártya egyik oldaláról a másikra. – Die Membranpumpen zusammen verbrauchen Schätzungen zufolge zwanzig bis vierzig Prozent des Ruheumsatzes: der Körper ist also auch im Leerlauf zu einem guten Teil damit beschäftigt, Ionen von der einen Seite der Membran auf die andere zu schieben.
14. Ha az energiaellátás megszakad, a pumpák leállnak, a nátrium befelé, a kálium kifelé szivárog, és a gondosan fenntartott ionrend percek alatt szétesik. – Bricht die Energieversorgung ab, so stehen die Pumpen still, das Natrium sickert nach innen, das Kalium nach außen, und die sorgfältig aufrechterhaltene Ionenordnung zerfällt binnen Minuten.
15. A beáramló nátriumot ozmózis útján víz követi, a sejt megduzzad, és végül szét is repedhet: a pumpák tehát nemcsak az ingerlékenységet, hanem a sejt térfogatát is őrzik. – Dem einströmenden Natrium folgt auf osmotischem Wege Wasser, die Zelle schwillt an und kann schließlich sogar zerreißen: die Pumpen hüten also nicht nur die Erregbarkeit, sondern auch das Volumen der Zelle.
16. A test valamennyi pumpája közül egy különösen fontos, mert szinte minden sejt hártyájában megtalálható, és a többi szállítási forma nagy része is az ő munkájából él. – Unter allen Pumpen des Körpers ist eine besonders wichtig, denn sie findet sich in der Membran nahezu jeder Zelle, und auch ein großer Teil der übrigen Transportformen lebt von ihrer Arbeit.
(aufklappen)magyar
1. A diffúzió ingyen van: a részecskék maguktól áramlanak a nagyobb töménység felől a kisebb felé, és ehhez a sejtnek semmit sem kell tennie; az élő sejt belső rendje azonban éppen abból áll, hogy bizonyos anyagokat a saját elektrokémiai lejtőjükkel szemben mozgat, és ehhez már munkát kell végeznie: ezt a munkával járó szállítást nevezzük aktív transzportnak.
2. Elsődlegesen aktívnak akkor nevezzük a szállítást, ha maga a szállítófehérje bontja el az ATP-t, vagyis az energia felszabadulása és az anyag mozgatása közvetlenül összekapcsolódik.
3. Az ilyen fehérjét pumpának nevezzük, és minden pumpa egyben enzim is: ATP-áz aktivitása révén hasítja le az ATP utolsó foszfátcsoportját.
4. A felszabaduló energia a fehérje térszerkezetét alakítja át: a pumpa alakot vált, kötőhelye a membrán egyik oldaláról a másikra fordul, és a megkötött részecskét ott engedi el.
5. Mivel a kötőhelyek száma véges, a folyamat telíthető, és mivel a kötőhely alakja meghatározott, fajlagos is: minden pumpa csak a maga anyagát ismeri fel, a hasonló szerkezetű molekulák pedig versengenek érte.
6. Ebből következik, hogy minden pumpa gátolható is: elég, ha egy méreg a kötőhelyet foglalja el vagy a foszfátcsoport átvitelét akadályozza meg, és a szállítás megáll — ezen alapul több növényi méreg és nem kevés gyógyszer hatása.
7. A pumpák teljesítménye ezenfelül a sejt energiaellátásától függ: oxigénhiányban vagy sejtméreg hatására az ATP elfogy és a szállítás lelassul, a hőmérséklet tíz fokos emelkedése viszont a sebességét akár öt-hatszorosára növelheti.
8. A sejthártya kalciumpumpája a kalciumionokat szüntelenül kifelé szállítja, és a sejt belsejében nagyjából tízezerszer kisebb kalciumszintet tart fenn, mint amilyen kívül uralkodik.
9. A belső raktár, az izomrost szarkoplazmatikus retikuluma szintén saját kalciumpumpával rendelkezik: ez szívja vissza az összehúzódáskor kiszabadult kalciumot, és ezzel teszi lehetővé az elernyedést.
10. A gyomornyálkahártya fedősejtjeinek protonpumpája hidrogéniont présel a gyomor üregébe és cserébe káliumot vesz fel, s a gyomornedvet így milliószor savasabbá teszi a vérplazmánál.
11. A vese gyűjtőcsatornájának közbeiktatott sejtjei ugyancsak protonpumpával savanyítják a vizeletet, és ezzel a vér kémhatását tartják szűk határok között.
12. A mitokondrium belső hártyájában megfordul a viszony: az ott dolgozó protonpumpákat nem az ATP hajtja, hanem a tápanyagok elégetéséből származó energia, a visszaáramló protonok pedig magát az ATP-t állítják elő.
13. A membránpumpák együttesen a nyugalmi energiaforgalom becslések szerint húsz-negyven százalékát emésztik fel: a test alapjáraton is jórészt azzal foglalkozik, hogy ionokat tologat a hártya egyik oldaláról a másikra.
14. Ha az energiaellátás megszakad, a pumpák leállnak, a nátrium befelé, a kálium kifelé szivárog, és a gondosan fenntartott ionrend percek alatt szétesik.
15. A beáramló nátriumot ozmózis útján víz követi, a sejt megduzzad, és végül szét is repedhet: a pumpák tehát nemcsak az ingerlékenységet, hanem a sejt térfogatát is őrzik.
16. A test valamennyi pumpája közül egy különösen fontos, mert szinte minden sejt hártyájában megtalálható, és a többi szállítási forma nagy része is az ő munkájából él.
(aufklappen)német
1. Die Diffusion ist umsonst: die Teilchen strömen von selbst von der höheren Konzentration zur niedrigeren, und die Zelle muss dafür nichts tun; die innere Ordnung der lebenden Zelle besteht jedoch gerade darin, dass sie bestimmte Stoffe entgegen ihrem eigenen elektrochemischen Gefälle bewegt, und dafür muss sie bereits Arbeit leisten: diesen mit Arbeit verbundenen Transport nennen wir aktiven Transport (transportus activus).
2. Primär aktiv nennen wir den Transport dann, wenn das Trägerprotein selbst das ATP (Adenosintriphosphat) spaltet, wenn also die Energiefreisetzung und die Bewegung des Stoffes unmittelbar gekoppelt sind.
3. Ein solches Protein nennen wir Pumpe, und jede Pumpe ist zugleich ein Enzym: durch ihre ATPase-Aktivität spaltet sie die letzte Phosphatgruppe des ATP ab.
4. Die frei werdende Energie formt die Raumstruktur des Proteins um: die Pumpe wechselt ihre Gestalt, ihre Bindungsstelle dreht sich von der einen Seite der Membran auf die andere, und dort lässt sie das gebundene Teilchen los.
5. Da die Zahl der Bindungsstellen begrenzt ist, ist der Vorgang sättigbar, und da die Form der Bindungsstelle festgelegt ist, ist er auch spezifisch: jede Pumpe erkennt nur ihren eigenen Stoff, ähnlich gebaute Moleküle dagegen konkurrieren um sie.
6. Daraus folgt, dass jede Pumpe auch hemmbar ist: es genügt, dass ein Gift die Bindungsstelle besetzt oder die Übertragung der Phosphatgruppe verhindert, und der Transport steht still — darauf beruht die Wirkung mehrerer Pflanzengifte und nicht weniger Arzneimittel.
7. Die Leistung der Pumpen hängt darüber hinaus von der Energieversorgung der Zelle ab: bei Sauerstoffmangel oder unter der Wirkung eines Zellgiftes geht das ATP zur Neige und der Transport wird langsamer, ein Anstieg der Temperatur um zehn Grad kann seine Geschwindigkeit dagegen auf das Fünf- bis Sechsfache erhöhen.
8. Die Kalziumpumpe der Zellmembran befördert die Kalziumionen (calcium) unablässig nach außen und hält im Zellinneren einen etwa zehntausendfach niedrigeren Kalziumspiegel aufrecht, als er außen herrscht.
9. Der innere Speicher, das sarkoplasmatische Retikulum (reticulum sarcoplasmaticum) der Muskelfaser, verfügt ebenfalls über eine eigene Kalziumpumpe: sie saugt das bei der Kontraktion frei gewordene Kalzium zurück und ermöglicht dadurch die Erschlaffung.
10. Die Protonenpumpe der Belegzellen (cellulae parietales) der Magenschleimhaut presst Wasserstoffionen in den Magenraum und nimmt dafür Kalium auf; sie macht den Magensaft dadurch millionenfach saurer als das Blutplasma.
11. Die Schaltzellen des Sammelrohrs (tubulus colligens) der Niere säuern den Harn ebenfalls mit einer Protonenpumpe und halten dadurch den Säuregrad des Blutes in engen Grenzen.
12. In der inneren Membran des Mitochondriums (mitochondrion) kehrt sich das Verhältnis um: die dort arbeitenden Protonenpumpen werden nicht vom ATP angetrieben, sondern von der Energie aus der Verbrennung der Nährstoffe, und die zurückströmenden Protonen stellen das ATP selbst her.
13. Die Membranpumpen zusammen verbrauchen Schätzungen zufolge zwanzig bis vierzig Prozent des Ruheumsatzes: der Körper ist also auch im Leerlauf zu einem guten Teil damit beschäftigt, Ionen von der einen Seite der Membran auf die andere zu schieben.
14. Bricht die Energieversorgung ab, so stehen die Pumpen still, das Natrium sickert nach innen, das Kalium nach außen, und die sorgfältig aufrechterhaltene Ionenordnung zerfällt binnen Minuten.
15. Dem einströmenden Natrium folgt auf osmotischem Wege Wasser, die Zelle schwillt an und kann schließlich sogar zerreißen: die Pumpen hüten also nicht nur die Erregbarkeit, sondern auch das Volumen der Zelle.
16. Unter allen Pumpen des Körpers ist eine besonders wichtig, denn sie findet sich in der Membran nahezu jeder Zelle, und auch ein großer Teil der übrigen Transportformen lebt von ihrer Arbeit.