Membránový tok je termín používaný na zhrnutie všetkých medzibunkových procesov hmota transport cez endomembránový systém. Patria sem predovšetkým endo-, exo- a transcytóza, ktoré umožňujú bunkám prijímať a uvoľňovať látky vytláčaním membrány. Narušenie toku membrány môže spôsobiť smrť buniek (apoptózu).
Čo je membránový tok?
Membránový tok je termín používaný na zhrnutie všetkých medzibunkových procesov hmota transport cez endomembránový systém. Transport látok medzi jednotlivými bunkami tela zodpovedá membránovému transportu. Dva hlavné procesy medzibunkového hmota transportom sú endocytóza a exocytóza. Pri exocytóze sa látky vylučujú z bunky. Pri endocytóze sa naopak bunky cudzie pre bunku prijímajú do bunky. S ohľadom na tento cieľ sa bunka sama pohltí, čím zúži látku na svoju bunková membrána. Počas tohto procesu sa vytvárajú vezikuly a vakuoly. Keď sa biomembrána počas hromadného prenosu čiastočne sama dislokuje, označuje sa to ako membránový tok. Membránový tok sa vyskytuje v endomembránovom systéme. Tento systém zodpovedá celku všetkých eukaryotických organel, medzi ktorými existuje spojenie pre vezikulárny transport. Okrem endoplazmatického retikula sú potrebné aj endozómy, lyzozómy a plazmatická membrána (bunková membrána), Golgiho aparát patrí tiež do endomembránového systému. Zo systému sú však vylúčené peroxizómy, mitochondriea jadro. S
endocytózu, rovnako ako exocytózu, možno spomenúť ako transportné procesy v kontexte membránového toku. Tretia transportná cesta prenosu hmoty s membránovým posunom je transcytóza, čo je receptorom sprostredkovaný transport látky cez bunková membrána.
Funkcia a úloha
Endocytóza membránového toku (alebo hromadný transport vytesňujúci membránu) zodpovedá invagináciu biomembrány. Skrz invagináciu, bunka obsahuje napríklad kvapku tekutiny, určité makromolekuly alebo veľké kúsky potravy. Niekedy dokonca invaginuje menšie bunky do svojej membrány. Po zabudovaní látky bunka zašnuruje endozóm do cytoplazmy, ktorý odteraz patrí do endomembránového systému. Okolité médium tak čiastočne migruje do vnútra bunky. Endocytóza je buď fagocytóza, a preto sa zameriava na pevné častice, alebo zodpovedá pinocytóze a absorbuje sa rozpustená molekuly. V kontexte membránového toku je dôležitá aj receptorom sprostredkovaná endocytóza, pri ktorej receptory asialoglykoproteínu poskytujú rozpoznávanie častíc, a tým spúšťajú absorpciu do vnútra bunky. Tento typ membránového toku je relevantný napríklad pre cholesterolu absorpcia. Exocytózu je potrebné odlíšiť od endocytózy membránového hromadného transportu. Pri tomto procese sa látky transportujú z vnútra bunky a uvoľňujú sa do prostredia bunky. Takto transportované látky sú napríklad látky produkované samotnou bunkou. Ale nestráviteľné zvyšky môžu týmto spôsobom opustiť aj bunku. Takzvaný exóm alebo transportný vezikul sa počas transportného procesu spája s membránou bunky. Vonkajšie obalí exóm lipidová dvojvrstva. Exocytóza je zvyčajne spojená s endocytózou a potom sa nazýva endocytóza spojená s exocytózou. Kombinácia endocytózy a exocytózy zabráni nerušenému zväčšeniu buniek. Endocytóza spojená s exocytózou tiež šetrí bunku syntézou vezikúl a membrány proteíny na dopravné účely. Z tohto dôvodu sa to často nazýva recyklácia vezikúl. Tretia transportná cesta membránového toku je transcytóza, známa tiež ako cytopempsa. Toto je transport závislý od receptora, ktorý prenáša extracelulárny materiál cez bunku a zodpovedá tak kombinácii exocytózy a endocytózy. Vezikula vytvorená v tomto procese je bunkou uvoľnená do susednej bunky alebo transportovaná do extracelulárneho priestoru. Obsah vezikuly zostáva nezmenený. Tento typ transportu ovplyvňuje hlavne epiteliálne bunky v plavidlá a v čreve. Receptory pre transcytózu sú známe hlavne ako Fc receptory konkrétnej skupiny, ktoré sa nachádzajú v placenta a v apikálnom infantilnom čreve epitel. V placenta, preberajú hlavne prepravu materského IgG do dieťaťa.
Choroby a choroby
Ak je narušený transport látok membránou modifikujúcimi transportnými procesmi, je to často kvôli mutácii transportu proteíny, doprava enzýmyalebo zapojené receptory. Pomerne veľa chorôb je spojených s chybným transportom membrány. Napríklad nádory sú spojené so zhoršenou endocytózou. To isté platí pre infekcie a neurogeneratívne choroby, ako sú neuropatie so zníženou schopnosťou chôdze a so zníženou rýchlosťou nervového vedenia alebo so senzorickými poruchami. Napríklad endocytóza je narušená v Huntingtonova choroba. Pri tomto ochorení umierajúce nervové bunky spôsobujú príznaky, ako sú poruchy hybnosti a zmeny charakteru. Príčinou choroby je mutácia proteínu huntingtínu. Narušená exocytóza môže mať rovnako vážne následky. Exocytózu neurotransmiterov môžu napríklad brzdiť toxíny. Bakteriálne toxíny môžu spôsobiť kŕče alebo paralýzu blokovaním prietoku membránou. Exocytózu ovplyvňujú aj poruchy pri metabolických ochoreniach ako napr cystická fibróza. Pri tejto chorobe sa okrem bronchiálnych sekrétov stávajú viskózne sekréty pankreasu a žlčových ciest, čo vedie k dysfunkcii orgánov. Narušená pinocytóza sa dnes spája s chorobami ako napr Alzheimerova choroba, s metabolickými poruchami, zvýšené cholesterolu úrovniach a so zmenami charakteru. Nakoniec, zhoršený tok membrány môže tiež viesť k vážnym poruchám v gastrointestinálnom trakte, a je teda niekedy spojený s gastrointestinálnym ochorením. Účinky obmedzení v membránovom toku sú zodpovedajúcim spôsobom rôznorodé a v najhoršom prípade vedú k bunkovej smrti. V súvislosti s poruchami prietoku membránou bunky často nie sú schopné absorbovať niektoré alebo len niekoľko životne dôležitých látok a ťažko alebo vôbec nemôžu vylučovať nadbytočné alebo dokonca toxické látky.
