Hücre Zarından Madde Geçişleri | Pasif Taşıma, Aktif Taşıma, Endositoz, Ekzositoz

Hücrelerin canlılıklarını korumaları ve sürdürebilmeleri için madde alışverişi yapabilmeleri zorunludur. Madde alışverişi sayesinde hücrede gerçekleştirilecek olan metabolik faaliyetler için ihtiyaç duyulan organik ve inorganik maddelerin alınması, ayrıca; metabolik olaylar sonucu oluşan artık maddelerin ve ürünlerin de dışarı atılması gerçekleşir. Böylece hücre içi madde dengesi korunmuş olur.

Hücre zarından madde geçişlerini taşınan maddelerin büyüklüğüne göre iki kısma ayırabiliriz.

1- Küçük Moleküllerin Geçişi: Pasif Taşıma (Difüzyon ve Osmoz) ve Aktif Taşıma

2- Büyük Moleküllerin Geçişi: Endositoz (Fagositoz ve Pinositoz) ve Ekzositoz

Hücre zarından madde geçişlerini enerji (ATP) harcanıp harcanmamasına göre iki kısma ayırabiliriz:

1- Enerji (ATP) Harcanmayan Geçişler: Pasif Taşıma (Difüzyon ve Osmoz)

2- Enerji (ATP) Harcanan Geçişler: Aktif Taşıma, Endositoz (Fagositoz ve Pinositoz) ve Ekzositoz

1- Küçük Moleküllerin Geçişi:

A- Pasif Taşıma: Küçük moleküllü maddelerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama (osmoz ve difüzyon yardımıyla) hücre içine enerji harcanmadan alınması. Bu taşıma şekli; canlı veya cansız ortamda gerçekleşebilir. Pasif taşıma, basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon ve osmoz olmak üzere üç şekilde gerçekleşir. Taşıma işlemi iki yönlü olarak gerçekleşebilir. Madde taşınması sırasında sıcaklık ve hareket difüzyonu hızlandırır. İki ortam arasında madde yoğunluğu dengeleninceye kadar taşıma devam eder, sonra durur. Taşıma moleküllerin kinetik enerjisiyle sağlanır.

Basit Difüzyon: Moleküllerin çok yoğun oldukları ortamdan, az yoğun oldukları ortama herhangi bir taşıyıcı proteine ihtiyaç duymadan, kendiliğinden geçmesine basit difüzyon denir. Canlı ve cansız tüm hücrelerde gerçekleşir ve enerji harcanmaz.

Kolaylaştırılmış Difüzyon: Moleküllerin hücre zarından çok yoğun oldukları ortamdan, az yoğun oldukları ortama herhangi bir taşıyıcı yardımıyla geçmesine kolaylaştırılmış difüzyon denir. Örneğin; glikoz (permeaz enzimiyle geçer), fruktoz, amino asit.

Osmoz: Çözücü maddelerin (suyun), az yoğun ortamdan çok yoğun ortama seçici geçirgen bir zardan enerji harcanmadan geçişidir. Bu tanımda, seçici geçirgen zardan kasıt, çözünenleri geçirmeyen fakat çözücüleri geçiren bir zardır.

B- Aktif taşıma: Küçük moleküllerin (porlardan geçebilen moleküller), az yoğun ortamdan çok yoğun ortama ATP (enerji) harcanarak geçişine verilen isimdir. Aktif taşımada, hücre zarı üzerindeki porlardan geçebilecek büyüklükteki moleküller, taşıyıcı protein ve taşıyıcı enzimler yardımıyla taşınır. Taşıma sırasında enerji kullanıldığı için sadece canlı hücrelerde gerçekleşebilir. Madden taşınması; hücre içinden hücre dışına olabileceği gibi hücre dışından hücre içine olacak şekilde iki yönlü olarak gerçekleşebilir. Canlılığını devam ettiren bir hücrenin aktif taşıma yapması zorunludur. Aktif taşımanın gerçekleştiği ortamdaki sıcaklık artışı, taşımayı önce hızlandırır. Fakat sıcaklık artışı devam ettikçe taşıma hızı azalır. Bunun nedeni aktif taşımada kullanılan taşıyıcı protein ve enzimlerin yüksek sıcaklıkta “denatüre” olmasıdır.

2- Büyük Moleküllerin Geçişi:

A- Endositoz: Hücrelerin zarlarından geçemeyecek büyüklükteki maddelerin içeri alınma şeklidir. Enerji gerektiren bir madde alınımdır. Monomerler, hücre zarından geçebilir. Ancak polimer maddeler hücre zarından geçemeyecek kadar büyüktür. Bu maddeleri içeri alırken hücre endositoz yapar. Polimer maddelere örnek olarak nişasta, glikojen ve protein verilebilir. Temelde endositoz iki ana başlıktan oluşur. Bunlar fagositoz ve pinositozdur.

Fagositoz: Hücre zarından geçemeyecek kadar büyük katı maddelerin hücre zarı tarafından yalancı ayak oluşturulduktan sonra organik maddeyi sararak hücrenin içine alınmasıdır. Fagositozda ATP harcanır. Fagositoz yapabilen canlılara örnek olarak amip, öglena ve insan akyuvar hücreleri verilebilir. Bitki hücreleri gibi hücre çeperine sahip canlılar fagositoz yapamazlar.

Pinositoz: Hücre zarından geçemeyecek kadar büyük olan sıvı maddelerin içeri alınma şeklidir. Tıpkı fagositozda olduğu gibi canlı bu alımı yaparken enerji harcar. Fagositozun aksine bitki hücreleri gibi hücre çeperine sahip canlılar da pinositoz yapabilir.

B- Ekzositoz: Ekzositoz, endositoz ile birlikte aktif taşımayı oluşturur. Hücre içindeki büyük moleküllerin hücre dışına atılmasını sağlayan taşıma şeklidir. Hücre içindeki moleküllerin sindirlemeyen atıkları, koful içinde hücre zarına getirilip, koful zarı ve hücre zarının birleşmesi yoluyla atılır. Koful zarı, birleşim yerinden açılarak atık maddeleri dışarı atar. Enerji harcanması, kofulların ve enzimlerin kullanılması nedeniyle aktif taşımaya dahil edilir. ATP enerjisi harcanır. Hücre yüzeyi artar. Ekzositoz hücrelerin koful içindeki maddeleri hücre dışına vermesi olayıdır. Ekzositoz olayı salgı yapan bütün hücrelerde görülür. Hücre zarından geçemeyen maddeler. Örneğin: Meme bezlerinden salgılanan süt, ağız içine salgılanan tükürük, mide hücrelerinden salgılanan sindirim enzimleri, çiçeklerden salgılanan nektar.