النقل النشط

تعريف النقل النشط

يعتبر النقل النشط نوع من النقل الخلوي وذلك يعتبر من المواد التي هي مثل أيون الصورة ، والجلوكوز ، والأحماض الأمينية التي يتم نقلها عبر الغشاء البيولوجي نحو المنطقة المحددة التي بها الكثير من المواد ، ويوجد العديد من طرق لإنتقال المواد عبر الغشاء الخلوي.

ولذلك نجد أن النقل النشط يستخدم الطاقة الكيميائية من أجل تحريك تلك المواد ضد تدرج التركيز الخاص بها ، ومن ضمن المواقع المعروفة ، والشائعة للنقل النشط هي خلايا الشعر الجذرية ، وجدار الأمعاء الدقيقة .

تتحرك المواد في عملية النقل النشط عكس تدرج التركيز ، ذلك يدل إلى أن الاتجاه من منطقة ذات تركيز أقل إلى منطقة تركيزها أعلى يحتاج طاقة عالية ، ومساعدة بروتينات الغشاء والتي هي مثل البروتينات الحاملة. 

في بعض الحالات من الممكن أن تتم حركة المواد من خلال النقل السلبي ، الذي لا يحتاج إلى أي طاقة ، وعلى الرغم من ذلك تحتاج الخلية إلى نقل المواد مقابل تدرج تركيزها ، وفي تلك الحالي لابد من النقل النشط.

عملية النقل النشط

يحتاج النقل النشط إلى طاقة كبيرة لنقل المواد من تركيز منخفض لتلك المادة إلى تركيز عالي لمادة أخرى ، حيث أنها تكون على عكس عملية التناضح ، ويتم تحقيق النقل النشط بشكل كبير من خلال بروتين نقل يخضع للتغير في الشكل عند الارتباط بوجود الخلية ، وذلك جزيء يعرف باسم أدينوسين ثلاثي الفوسفات .

 مثال على ذلك يوجد نوع واحد من قنوات النقل النشطة في غشاء الخلية سوف يرتبط بالجزيء الذي من المفترض أن يقوم بنقله ، وذلك مثل أيون الصوديوم ويحتفظ به حتى يأتي جزيء آخر ، ويرتبط بالبروتين .

الطاقة المخزنة في القناة تقوم بتغيير شكلها وبصق أيون الصوديوم على الجانب الآخر من غشاء الخلية ، حيث يستخدم ذلك النوع من النقل النشط بشكل مباشر ، ويعرف باسم النقل النشط الأساسي .

وقد يوجد نوع آخر من النقل النشط ، وهو النقل النشط الثانوي في ذلك النوع من النقل النشط لا تستخدم مضخة البروتين نفسها ، ولكن يجب أن تستخدم الخلية ATP من أجل الحفاظ على عملها .

ومن الممكن أن يتم تحقيق عملية النقل النشط عن طريق عمليات تعرف باسم الالتقام الخلوي ، والإخراج الخلوي ، حيث أنه في عملية الإخراج الخلوي تحرك الخلية شيئًا ما إلى الخارج ، وذلك بكميات كبيرة عن طريق لفها في غشاء الحويصلة وبصق الحويصلة .

أنواع النقل النشط

تتمثل أنواع النقل النشط في :

 النقل النشط الأساسي:

ونجد أن الطاقة تقترن من التحلل المائي بشكل مباشر ، حيث أن انتقال جزيئات الماء عبر الغشاء البلازمي بحركة أيونات الصوديوم من خلال غشاء بيولوجي .

 النقل النشط الثانوي

نجد في النقل الثانوي أنه قد تتحرك ركيزة واحدة ، لأسفل تدرج تركيزها بينما تتحرك الأخرى عكس تدرج التركيز .

وذلك النقل يقوم باستخدام الطاقة الكهروكيميائية ، حيث يحدث عن طريق غشاء بيولوجي .

ويوجد أيضًا التدرج الكهروكيمياوي ، حيث أنه يتواجد عندما يكون هناك صافي فرق في الشحنات ، ويتم فصل الشحنات الموجبة والسالبة للخلية ، بواسطة غشاء حيث يوجد في الخلية من الداخل شحنة سالبة إضافية .

لدى الخلية تركيز عالي من البوتاسيوم داخلها ولكن تركيز الصوديوم يعتبر أقل من السائل خارج الخلية ، سوف تتحرك أيونات الصوديوم الموجودة في الخلية بناءً على تدرج التركيز ، والجهد عبر الغشاء .

كما أن هناك النقل النشط الموجود في النباتات وهو مثل البشر والحيوانات ، حيث أن النباتات تتطلب أيضًا العديد من أنظمة النقل التي تشارك بشكل أساسي في نقل المواد مثل الماء ، والمعادن ، والعناصر الغذائية الضرورية إلى جميع أجزاء النبات من أجل البقاء . 

مميزات النقل النشط

يتميز النقل النشط بالآتي :

• تنتقل الجزيئات أثناء عملية النقل النشط من منطقة منخفضة التركيز إلى منطقة عالية التركيز .
• تعرف هذه الجزيئات بأنها تتدفق عكس تدرج تركيزها ، وذلك يعتبر عكس الانتشار.
• تعتبر مصدر الطاقة الأكثر شيوعًا للنقل النشط ، هو النقل الذي يتطلب طاقة لتحريك الجزيئات .
• لا يمكن حدوث النقل النشط بدون مساعدة انتقال الجزيئات عبر الغشاء الخلوي الذي يحتاج، وذلك لأن الجزيئات تتحرك عكس تدرج التركيز .
• كل نوع من بروتين النقل المصمم لنقل أيون معين ، أو عنصر غذائي إلى الخلية يربط جزيئًا من نوعه على جانب واحد من الغشاء . 

أمثلة على النقل النشط

• مضخة بوتاسيوم الصوديوم

تعتبر من أهم بروتينات النقل النشطة في الحيوانات ، حيث أن النظام العصبي يعمل على اختلاف في تركيزات الأيونات بين داخل وخارج الخلايا العصبية .

تعتبر قدرة مضخة الصوديوم ، والبوتاسيوم على نقل البوتاسيوم إلى الخلايا أثناء نقل الصوديوم من الخلايا مهم للغاية .

• بروتين نقل الجلوكوز الصوديوم

يعتبر من الأمثلة الشهيرة لمضخة symport ، فهو بروتين يقوم بنقل الصوديوم الجلوكوز ، ويرتبط ذلك البروتين باثنين من أيونات الصوديوم التي تريد الانتقال إلى الخلية ، وجزيء جلوكوز واحد يرغب في أن يبقى خارج الخلية .

• خلايا الدم البيضاء تدمر مسببات الأمراض

يعتبر الأهم من الإلتقام هو العملية التي من خلالها تأكل خلايا الدم البيضاء مسببات الأمراض ، عندما تتعرف خلايا الدم البيضاء على جسم غريب داخل الجسم ، مثل البكتيرية فإنها تطوي غشاء الخلية حولها لتأخذها إلى السيتوبلازم .

أهمية النقل النشط

عندما نذكر الأهمية البيولوجية نجد أن النقل النشط يعتبر ضروري في العمليات البيولوجية المتنوعة ، حيث يتم استخدامه في الكثير من المسارات البيوكيميائية ، مثل توليد التدرج البروتوني في البلاستيدات الخضراء ، والتركيب الكيميائي في الميتوكوندريا .

حيث يكون في النباتات ناقل ABC phABCG1 هو المسؤول عن النقل النشط للمركبات العضوية المتطايرة عبر غشاء البلازما .

ذلك أمر مهم وحيوي للنباتات باعتبار المركبات المتطايرة تغري الملقحات ، والكائنات الحية التي تشتت البذور ، كما تستخدم النباتات أيضًا النقل النشط عندما تمتص العناصر الغذائية مثل الكلور والنترات من التربة إلى الفجوة . 

النقل النشط مقابل النقل السلبي

• يعتبر النقل السلبي هو شكل آخر من أشكال النقل الخلوي ، حيث أنه ضمن إحدى الآليات التي تقوم باستخدامها الخلية لنقل المواد خلال الغشاء البيولوجي .
• يختلف عن النقل النشط في الطريقة التي تقوم بها المواد بالتحرك فهي تكون على طول اتجاه تدرج التركيز .
• حركة المواد في النقل السلبي تكون في الاتجاه المعاكس لحركة النقل النشط .