3.13 : Aktif Taşıma

Aktif taşıma, hücrelerin çözünen maddeleri elektrokimyasal bir gradyana karşı hareket ettirmesine izin veren kritik bir biyolojik işlemdir. Bu işlem doğrudan enerji girişi gerektirir ve seçiciliği, doygunluğu ve rekabetçi inhibisyona duyarlılığı ile karakterize edilir.

Na^+, K^+ ve -ATPase gibi birincil aktif taşıyıcılar, iyonları zar boyunca taşımak için doğrudan ATP'yi kullanır. Bu taşıyıcılar çeşitli fizyolojik süreçlerde önemli roller oynar. Örneğin, Na^+, K^+ ve -ATPaz hücresel iyon homeostazını korur ve kalp yetmezliği tedavisi için digoksin tarafından hedef alınır. Digoksin, kalp hücrelerindeki Na^+/K^+ -ATPaz pompasını inhibe ederek hücre içi sodyumun artmasına neden olur. Bu da kalp kasındaki kalsiyum bulunabilirliğini artırır ve kasılmayı iyileştirir, bu da kalp yetmezliğinin yönetilmesine yardımcı olur. Birincil aktif taşıyıcıların bir diğer grubu olan ATP Bağlayan Kaset (ABC) ailesi, ATP'yi hormonlar ve ilaçlar gibi substratları zar boyunca dışarı aktarmak için hidrolize eder. ABC ailesinin bir üyesi olan P-glikoprotein (P-gp), oral yoldan verilen ilaçların emilimini sınırlayarak, onları gastrointestinal yolu lümenine aktararak sınırlar.

Çözünmüş madde taşıyıcı ailesi (SLC) süper ailesinin bir parçası olan ikincil aktif taşıyıcılar, çözünenleri zarlardan taşımak için birincil aktif bir taşıyıcı (Na^+/K^+ pompası gibi) tarafından oluşturulan depolanmış elektrokimyasal enerjiyi (genellikle bir Na^+ gradyanı) kullanır. Bir antiporter olan Na^+-Ca^2+ değişim proteini (SLC8), düşük bazal sitozolik Ca^2+ seviyelerini koruyarak, Na^+'nın içe doğru akışını Ca^2+'nin dışa doğru akışını sağlamak için kullanır. Diğer SLC kotransporterleri, itici kuvvet iyonunun ve çözünen maddenin aynı yönde hareket ettiği simporterlerdir. Örneğin, Na^+ gradyanı tarafından yönlendirilen CNT1 taşıyıcısı, pirimidin nükleozidlerini ve spesifik kemoterapötik ajanları hücrelere taşır. DAT, NET ve SERT simporterleri ayrıca Na^+ ve dopamin, norepinefrin ve serotonin gibi nörotransmitterlerin aynı yönde hareketini uyumlu hale getirir. Bu taşıyıcılar, depresyon tedavisinde merkezi sinir sistemi-aktif ajanlar için hedefler olarak klinik öneme sahiptir.

Özetle, aktif taşıma, birincil ve ikincil mekanizmalar aracılığıyla hücresel fonksiyonun, ilaç taşınmasının ve terapötik uygulamaların sürdürülmesinde hayati bir rol oynamaktadır.