3.3 – Physiologie lang

3.3 – A passzív transzport formái – Formen des passiven Transports

1. Passzív transzportnak nevezzük mindazokat az anyagmozgásokat, amelyek közvetlen sejtes energiafelhasználás nélkül, valamely fizikai vagy kémiai hajtóerő hatására mennek végbe. – Als passiven Transport bezeichnet man alle Stoffbewegungen, die ohne unmittelbaren zellulären Energieverbrauch unter der Wirkung einer physikalischen oder chemischen Triebkraft ablaufen.

2. Közös sajátosságuk, hogy a részecskék vagy a folyadék mindig a fennálló gradiensnek megfelelő irányban mozognak, miközben a rendszer közelebb kerül az egyensúlyhoz. – Ihr gemeinsames Merkmal besteht darin, dass sich Teilchen oder Flüssigkeit stets in Richtung des bestehenden Gradienten bewegen, während sich das System dem Gleichgewicht annähert.

3. Ilyenkor a sejt nem kényszeríti az anyagot energetikailag kedvezőtlen irányba, hanem lehetővé teszi a már meglévő hajtóerők érvényesülését. – Dabei zwingt die Zelle den Stoff nicht in eine energetisch ungünstige Richtung, sondern ermöglicht die Wirkung bereits vorhandener Triebkräfte.

4. A „passzív” megjelölés azonban nem jelenti azt, hogy a membrán működés nélküli vagy szabályozatlan határfelület volna. – Die Bezeichnung „passiv“ bedeutet jedoch nicht, dass die Membran eine funktionslose oder unregulierte Grenzfläche wäre.

5. Éppen ellenkezőleg, a lipid kettősréteg összetétele, a membránfehérjék típusa és pillanatnyi állapota szigorúan meghatározza, mely anyagok milyen gyorsan haladhatnak át. – Im Gegenteil bestimmen die Zusammensetzung der Lipiddoppelschicht sowie Typ und momentaner Zustand der Membranproteine streng, welche Stoffe wie schnell passieren können.

6. A passzív anyagmozgás alapját végső soron a részecskék állandó hőmozgása képezi, amely mikroszkopikus szinten minden irányban véletlenszerű elmozdulásokat okoz. – Die Grundlage der passiven Stoffbewegung bildet letztlich die ständige Wärmebewegung der Teilchen, die auf mikroskopischer Ebene zufällige Verschiebungen in alle Richtungen hervorruft.

7. Ha két térben azonos egy anyag koncentrációja, a részecskék továbbra is mozognak, nettó áramlás azonban egyik irányban sem figyelhető meg. – Ist die Konzentration eines Stoffes in zwei Räumen gleich, bewegen sich die Teilchen weiterhin, doch ist in keiner Richtung ein Nettostrom zu beobachten.

8. Koncentrációkülönbség fennállásakor viszont a nagyobb koncentrációjú oldalról időegység alatt több részecske jut át, mint amennyi az ellenkező irányba halad. – Bei bestehendem Konzentrationsunterschied gelangen dagegen pro Zeiteinheit mehr Teilchen von der Seite höherer Konzentration hinüber, als sich in Gegenrichtung bewegen.

9. Ebből az egyenlőtlen kétirányú mozgásból alakul ki a diffúzió nettó iránya, amely a koncentrációkülönbség csökkenése felé mutat. – Aus dieser ungleichen Bewegung in beiden Richtungen ergibt sich die Nettorichtung der Diffusion, die auf eine Verringerung des Konzentrationsunterschieds gerichtet ist.

10. Minél nagyobb a különbség a membrán két oldala között, annál erősebb lehet a hajtóerő, feltéve, hogy a határfelület az adott anyag számára átjárható. – Je größer der Unterschied zwischen beiden Membranseiten ist, desto stärker kann die Triebkraft sein, sofern die Grenzfläche für den betreffenden Stoff durchlässig ist.

11. Az átjárhatóság, vagyis a permeabilitás, nem általános membrántulajdonság, hanem minden egyes anyagra külön értelmezendő jellemző. – Die Durchlässigkeit oder Permeabilität ist keine allgemeine Membraneigenschaft, sondern ein für jeden einzelnen Stoff gesondert zu betrachtendes Merkmal.

12. Míg a kis, töltés nélküli és zsírban oldódó molekulák viszonylag könnyen áthatolhatnak a lipidrétegen, a töltött vagy erősen vízoldékony részecskék külön utat igényelnek. – Während kleine, ungeladene und fettlösliche Moleküle die Lipidschicht relativ leicht durchqueren können, benötigen geladene oder stark wasserlösliche Teilchen einen besonderen Weg.

13. E legegyszerűbb átjutási mód során nincs szükség membránfehérjére, mert maga a lipid kettősréteg szolgál az anyag mozgásának közegéül. – Bei dieser einfachsten Form des Durchtritts ist kein Membranprotein erforderlich, da die Lipiddoppelschicht selbst als Medium der Stoffbewegung dient.

14. Más részecskék csak fehérjék által kialakított csatornákon vagy meghatározott kötőhelyekkel rendelkező hordozók segítségével képesek átlépni a membránt. – Andere Teilchen können die Membran nur durch proteinisch gebildete Kanäle oder mithilfe von Trägern mit bestimmten Bindungsstellen überwinden.

15. Bár a csatornák és a hordozók egyaránt passzív transzportot közvetíthetnek, felépítésük és működési módjuk alapvetően különbözik egymástól. – Obwohl sowohl Kanäle als auch Träger einen passiven Transport vermitteln können, unterscheiden sich ihr Aufbau und ihre Arbeitsweise grundlegend voneinander.

16. Nyitott csatorna esetén a fehérje vízzel telt, folytonos pórust alkot, amelyen keresztül nagyszámú megfelelő részecske haladhat át rövid idő alatt. – Bei einem offenen Kanal bildet das Protein eine wassergefüllte, durchgehende Pore, durch die zahlreiche geeignete Teilchen in kurzer Zeit gelangen können.

17. A csatornán átjutó ionoknak rendszerint nem kell egyenként tartósan kötődniük a fehérjéhez, ezért az áramlás rendkívül gyors lehet. – Die durch einen Kanal tretenden Ionen müssen gewöhnlich nicht einzeln dauerhaft an das Protein binden, weshalb der Strom außerordentlich schnell sein kann.

18. Ennek ellenére a pórus nem egyszerű, minden részecske számára nyitott lyuk, mivel szerkezete méret, töltés és hidratáció alapján válogathat az ionok között. – Dennoch ist die Pore kein einfaches, für alle Teilchen offenes Loch, da ihre Struktur Ionen nach Größe, Ladung und Hydratation auswählen kann.

19. Bizonyos csatornák tartósan nyitva maradnak, mások viszont elektromos, kémiai vagy mechanikai jelek hatására váltanak nyitott és zárt állapot között. – Bestimmte Kanäle bleiben dauerhaft offen, während andere unter dem Einfluss elektrischer, chemischer oder mechanischer Signale zwischen offenem und geschlossenem Zustand wechseln.

20. A csatorna kapuzásának szabályozásával a sejt anélkül változtathatja meg egy ion áramlását, hogy magát az iont aktívan szállítaná. – Durch die Regulation der Kanalöffnung kann die Zelle den Strom eines Ions verändern, ohne das Ion selbst aktiv zu transportieren.

21. Hordozófehérjék működésekor ezzel szemben a szállítandó molekula először egy meghatározott kötőhelyhez kapcsolódik, majd a fehérje térbeli alakja megváltozik. – Bei der Tätigkeit von Trägerproteinen bindet das zu transportierende Molekül dagegen zunächst an eine bestimmte Stelle, woraufhin sich die räumliche Form des Proteins verändert.

22. Az alakváltozás következtében a kötőhely a membrán másik oldala felé fordul, ahol a molekula leválhat, a hordozó pedig visszatérhet kiindulási állapotába. – Infolge der Formänderung wendet sich die Bindungsstelle der anderen Membranseite zu, wo sich das Molekül lösen und der Träger in seinen Ausgangszustand zurückkehren kann.

23. Minden szállítási eseményhez egy teljes működési ciklus szükséges, ezért a hordozók által közvetített anyagáramlás rendszerint lassabb a csatornákon keresztüli áramlásnál. – Für jeden Transportvorgang ist ein vollständiger Arbeitszyklus erforderlich, weshalb der trägervermittelte Stoffstrom gewöhnlich langsamer als der Strom durch Kanäle ist.

24. Mivel a hordozók száma és kötőhelyeik mennyisége véges, magas anyagkoncentrációnál valamennyi működő fehérje foglalttá válhat. – Da die Zahl der Träger und ihrer Bindungsstellen begrenzt ist, können bei hoher Stoffkonzentration sämtliche arbeitenden Proteine besetzt sein.

25. Ilyen körülmények között a koncentráció további növelése már nem gyorsítja arányosan a transzportot, vagyis a folyamat telítődést mutat. – Unter solchen Bedingungen beschleunigt eine weitere Konzentrationserhöhung den Transport nicht mehr proportional, das heißt, der Vorgang zeigt eine Sättigung.

26. Ezzel szemben a lipidrétegen keresztüli egyszerű diffúzió nem rendelkezik fehérjekötőhelyek által meghatározott felső szállítási kapacitással. – Im Gegensatz dazu besitzt die einfache Diffusion durch die Lipidschicht keine durch Proteinbindungsstellen bestimmte obere Transportkapazität.

27. A hordozók molekuláris sajátosságokat ismernek fel, így rendszerint csak meghatározott szerkezetű anyagokat, illetve azok közeli rokonait képesek hatékonyan megkötni. – Träger erkennen molekulare Besonderheiten und können daher gewöhnlich nur Stoffe bestimmter Struktur oder deren nahe Verwandte wirksam binden.

28. Amennyiben két hasonló molekula ugyanazért a kötőhelyért verseng, egyikük jelenléte lassíthatja a másik átjutását anélkül, hogy a gradiens iránya megváltozna. – Konkurrieren zwei ähnliche Moleküle um dieselbe Bindungsstelle, kann die Anwesenheit des einen den Durchtritt des anderen verlangsamen, ohne die Richtung des Gradienten zu verändern.

29. A fehérje közreműködése tehát szelektivitást és szabályozhatóságot biztosít, ugyanakkor korlátozza az egy idő alatt elszállítható anyag mennyiségét. – Die Mitwirkung des Proteins gewährleistet somit Selektivität und Regulierbarkeit, begrenzt zugleich jedoch die innerhalb einer bestimmten Zeit transportierbare Stoffmenge.

30. Csatornák és hordozók összehasonlításakor ezért nem elegendő azt vizsgálni, hogy mindkettő megkönnyíti-e a membránon való átjutást. – Beim Vergleich von Kanälen und Trägern genügt es daher nicht zu untersuchen, ob beide den Durchtritt durch die Membran erleichtern.

31. Figyelembe kell venni az áramlási sebességet, a telíthetőséget, a molekuláris specificitást, a gátolhatóságot, valamint azt is, miként szabályozható a fehérje aktivitása. – Zu berücksichtigen sind die Stromgeschwindigkeit, die Sättigbarkeit, die molekulare Spezifität, die Hemmbarkeit sowie die Art, in der die Proteinaktivität reguliert werden kann.

32. A passzív jelleg szempontjából azonban a döntő kérdés minden esetben az, hogy az anyag saját hajtóerejével megegyező irányban halad-e. – Für den passiven Charakter ist jedoch in jedem Fall entscheidend, ob sich der Stoff in Richtung seiner eigenen Triebkraft bewegt.

33. Töltés nélküli molekuláknál ezt a hajtóerőt rendszerint főként a koncentrációkülönbség határozza meg, ezért mozgásuk viszonylag egyszerűen értelmezhető. – Bei ungeladenen Molekülen wird diese Triebkraft gewöhnlich überwiegend durch den Konzentrationsunterschied bestimmt, weshalb ihre Bewegung relativ einfach zu deuten ist.

34. Ionok esetében viszont a koncentrációgradiens önmagában nem elegendő az áramlás várható irányának megállapításához. – Bei Ionen reicht der Konzentrationsgradient allein dagegen nicht aus, um die zu erwartende Stromrichtung festzustellen.

35. Mivel minden ion elektromos töltést hordoz, mozgását a membrán két oldala között fennálló feszültség is befolyásolja. – Da jedes Ion eine elektrische Ladung trägt, wird seine Bewegung auch von der zwischen beiden Membranseiten bestehenden Spannung beeinflusst.

36. A koncentrációkülönbségből eredő kémiai erő a nagyobb koncentrációjú térből az alacsonyabb koncentrációjú tér felé hajtja a részecskéket. – Die aus dem Konzentrationsunterschied entstehende chemische Kraft treibt die Teilchen vom Raum höherer zum Raum niedrigerer Konzentration.

37. Ezzel egyidejűleg az elektromos erő az ellentétes töltések felé vonzza, az azonos töltésektől pedig taszítja az ionokat. – Gleichzeitig zieht die elektrische Kraft Ionen zu entgegengesetzten Ladungen hin und stößt sie von gleichartigen Ladungen ab.

38. A két hatás eredőjét elektrokémiai gradiensnek nevezzük, amely egy ion tényleges passzív mozgásának irányát és hajtóerejét fejezi ki. – Die Resultierende beider Wirkungen wird als elektrochemischer Gradient bezeichnet, der Richtung und Triebkraft der tatsächlichen passiven Bewegung eines Ions ausdrückt.

39. Előfordul, hogy a kémiai és az elektromos összetevő ugyanabba az irányba hat, így kölcsönösen erősítik egymást. – Es kommt vor, dass die chemische und die elektrische Komponente in dieselbe Richtung wirken und sich dadurch gegenseitig verstärken.

40. Más helyzetekben a két erő ellentétes irányú, ezért az egyik részben vagy akár teljesen ellensúlyozhatja a másikat. – In anderen Situationen sind beide Kräfte entgegengesetzt gerichtet, sodass die eine die andere teilweise oder sogar vollständig ausgleichen kann.

41. Amikor a két hajtóerő pontosan kiegyenlíti egymást, az ionok mikroszkopikus mozgása továbbra is fennáll, nettó ionáram azonban nem keletkezik. – Wenn sich beide Triebkräfte genau ausgleichen, bleibt die mikroskopische Bewegung der Ionen bestehen, doch entsteht kein Nettoionenstrom.

42. Az ehhez tartozó membránfeszültséget az adott ion egyensúlyi potenciáljának nevezzük, amely minden ionra és koncentrációeloszlásra külön értékkel rendelkezik. – Die zugehörige Membranspannung wird als Gleichgewichtspotential des betreffenden Ions bezeichnet, das für jedes Ion und jede Konzentrationsverteilung einen eigenen Wert besitzt.

43. Egy csatorna megnyílása tehát önmagában nem dönti el, hogy az ion a sejtbe áramlik-e vagy onnan kifelé mozog. – Die Öffnung eines Kanals entscheidet somit für sich allein nicht darüber, ob ein Ion in die Zelle einströmt oder sich aus ihr herausbewegt.

44. Az áramlás irányát a pillanatnyi membránfeszültség, az ion koncentrációeloszlása és az ezekből kialakuló teljes elektrokémiai gradiens határozza meg. – Die Stromrichtung wird durch die momentane Membranspannung, die Konzentrationsverteilung des Ions und den daraus entstehenden gesamten elektrochemischen Gradienten bestimmt.

45. Ugyanaz a csatorna ezért eltérő sejtekben, illetve ugyanazon sejt különböző működési állapotaiban más irányú vagy erősségű ionáramot közvetíthet. – Derselbe Kanal kann daher in verschiedenen Zellen oder in unterschiedlichen Funktionszuständen derselben Zelle Ionenströme anderer Richtung oder Stärke vermitteln.

46. A passzív transzport tágabb körébe a diffúzió mellett olyan tömegáramlási folyamatok is beletartoznak, amelyeket nem koncentráció-, hanem nyomáskülönbség hajt. – Zum weiteren Bereich des passiven Transports gehören neben der Diffusion auch Massenströmungen, die nicht durch einen Konzentrations-, sondern durch einen Druckunterschied angetrieben werden.

47. Filtráció során a folyadék és a benne oldott kisebb anyagok együtt haladnak át egy pórusos határfelületen a nagyobb nyomású oldal felől. – Bei der Filtration passieren die Flüssigkeit und die darin gelösten kleineren Stoffe gemeinsam eine poröse Grenzfläche von der Seite höheren Drucks aus.

48. Ebben az esetben nem az egyes oldott részecskék különálló diffúziója áll az előtérben, hanem a folyadék egészének nyomásgradiens által kiváltott mozgása. – In diesem Fall steht nicht die getrennte Diffusion einzelner gelöster Teilchen im Vordergrund, sondern die durch einen Druckgradienten ausgelöste Bewegung der gesamten Flüssigkeit.

49. Akár koncentráció-, elektromos vagy nyomásgradiens biztosítja a hajtóerőt, a passzív transzport mindig a rendelkezésre álló különbség csökkentésének irányában zajlik. – Unabhängig davon, ob ein Konzentrations-, elektrischer oder Druckgradient die Triebkraft liefert, verläuft der passive Transport stets in Richtung einer Verringerung des vorhandenen Unterschieds.

50. A különböző útvonalak áttekintése így közös elvhez vezet: a membrán szabályozza az áthaladás lehetőségét, a mozgás irányát azonban az adott részecskére ható gradiens határozza meg. – Der Überblick über die verschiedenen Wege führt somit zu einem gemeinsamen Prinzip: Die Membran reguliert die Möglichkeit des Durchtritts, doch die Richtung der Bewegung bestimmt der auf das jeweilige Teilchen wirkende Gradient.