Techniklexikon

Membrantransportprozesse

Vorgänge des Stofftransportes durch Membranen (Membranen, biologische). Es gibt drei grundsätzliche Mechanismen: (1) die freie Permeation durch die Lipiddoppelschicht (Diffusion), (2) der spezifische passive Transport (erleichterte Diffusion) und (3) der spezifische aktive Transport. Die Prozesse (1) und (2) verlaufen spontan aufgrund der unterschiedlichen chemischen Potentiale auf beiden Seiten der Membran für den entsprechenden Stoff, beim aktiven Transport gegen den Gradienten des chemischen Potentials wird ATP (Adenosin-5\'-Triphosphorsäure) verbraucht. Der aktive Transport von 3 Natriumionen in den extrazellulären Raum und von 2 Kaliumionen in das Cytoplasma pro ATP-Molekül ist die Grundlage für das Membranpotential. Man unterscheidet den primären aktiven Transport (der Ionentransport bei Verbrauch von ATP) und den sekundären aktiven Transport (Cotransport, Symport, Flusskopplung, z.B. von Zuckern unter Ausnutzung des Membranpotentials).

Die Lipiddoppelschicht stellt das eigentliche Diffusionshindernis zwischen den wässrigen Kompartimenten zu beiden Seiten der Membran dar. Nur wenige kleine hydrophile Moleküle können durch eine Biomembran relativ frei diffundieren (Wasser, Essigsäure, etc.). Offenbar dringen die kleinen Moleküle durch Packungsfehler der Lipidmoleküle (Kinke) ein. Die Eigenschaft einer Biomembran, nur kleine hydrophile Moleküle passieren zu lassen, wird Semipermeabilität genannt. Hierauf beruhen alle Phänomene der Osmose. Im Gegensatz dazu passieren hydrophobe Moleküle problemlos die Biomembran.