受動輸送:
* 単純な拡散: 濃度勾配に続いて、高濃度の領域から低濃度の領域への分子の移動。これにはエネルギーは必要ありません。酸素や二酸化炭素などの小さな非極性分子に使用されます。
* 促進拡散: 輸送タンパク質の助けを借りて、膜を横切る分子の移動。これはまだ受動的です(エネルギーは必要ありません)が、各分子に特定のタンパク質が必要です。この方法は、グルコースのような大きな分子に使用されます。
* 浸透: 高水濃度の領域から低水濃度の領域への半透過性膜を横切る水の移動。これは、水の可能性の違いによって駆動され、エネルギーは必要ありません。
アクティブトランスポート:
* プライマリアクティブトランスポート: 濃度勾配に対する分子の動き、エネルギーを必要とする(通常はATPから)。これは、膜全体に分子を積極的にポンピングする輸送タンパク質を使用します。例には、ナトリウム - ポタスシウムポンプとプロトンポンプが含まれます。
* 二次アクティブトランスポート: 1つの分子の電気化学勾配に保存されているエネルギーを使用して、その濃度勾配に対して別の分子を輸送します。これはまだアクティブな輸送ですが、ATPを直接使用しません。 分子の勾配の動きに依存しているため、別の分子を勾配上に移動させるエネルギーが提供されます。
エンドサイトーシス:
* 食作用: 細胞は、周囲に小胞を形成することにより、細菌や細胞の破片などの大きな粒子を飲み込みます。これにはエネルギーが必要であり、積極的な輸送と見なされます。
* ピノサイトーシス: 細胞は、小さな小胞を形成することにより、溶存栄養素を含む液体を取り入れます。これもアクティブな輸送であり、エネルギーが必要です。
* 受容体媒介エンドサイトーシス: 特定の分子は、細胞表面の受容体に結合し、細胞内に分子をもたらす小胞の形成を引き起こします。このプロセスは非常に選択的であり、エネルギーが必要です。
異なる栄養素がどのように細胞に入るかの例:
* グルコース: グルコーストランスポーターを使用して、促進された拡散を介して細胞に入ります。
* アミノ酸: 特定のトランスポータータンパク質を使用して、アクティブトランスポートを介して細胞に入ります。
* 酸素: 細胞膜を横切る単純な拡散を介して細胞に入ります。
* 水: 水の電位勾配に続いて、浸透を介して細胞に入ります。
* 鉄: 受容体を介したエンドサイトーシスを介して細胞に入り、細胞表面のトランスフリン受容体に結合します。
要約:
栄養輸送の特定のメカニズムは、栄養素の種類、そのサイズ、および極性に依存します。受動的な輸送にはエネルギーは必要ありませんが、アクティブな輸送にはエネルギーが必要です。エンドサイトーシスは、大きな粒子または液を飲み込むことを伴いますが、受容体を介したエンドサイトーシスは特定の分子を標的とします。 これらのすべてのメカニズムは、細胞が生き残り、機能するために必要な栄養素を保証するために協力します。