Substanztransport

Substanztransport bezeichnet den Prozess der Bewegung von Stoffen durch Zellmembranen oder innerhalb von Zellkompartimenten. Er dient der Aufrechterhaltung von Stoffwechselvorgängen, der Aufnahme von Nährstoffen, der Ausscheidung von Abbauprodukten und der Weiterleitung von Signalen. Typische Mechanismen sind passiver, aktiver und vesikulärer Transport.

Beim passiven Transport erfolgt der Stofftransport entlang eines Konzentrations- oder elektrochemischen Gradienten ohne Energiezufuhr. Beispiele sind Diffusion durch die Lipidschicht, Osmose als Wassertransport sowie die erleichterte Diffusion über Kanal- oder Trägerproteine. Diese Prozesse sind saturierbar, temperaturabhängig und abhängig von Membrankomponenten wie Proteinen.

Aktiver Transport bewegt Stoffe gegen ihren Gradienten und benötigt Energie. Primär aktiver Transport nutzt direkt ATP-Spaltung, etwa die Natrium-Kalium-Pumpe, die Ionenaktivität in Zellen reguliert. Sekundärer aktiver Transport nutzt die Energie eines bestehenden Gradienten, zum Beispiel Na+- oder H+- gradients, um Substrate zu verdrängen oder zu transportieren. Hierzu gehören Symporter und Antiporter, die Substrate zusammen oder gegeneinander befördern.

Vesikulärer Transport umfasst endocytotische Prozesse (Phago-, Pino- und rezeptorvermittelte Endozytose) sowie Exozytose. Vesikel transportieren große Moleküle, Nährstoffe oder Membranbestandteile und ermöglichen den Austausch zwischen Zelle und Extrazellulärraum sowie die Membransynthese.

Bedeutung und Kontext: Substanztransport ist grundlegend für Stoffwechsel, Nervensystem und Muskelarbeit sowie für Immunfunktion und Zellkommunikation. Störungen von Transportproteinen oder Kanälen können Krankheiten verursachen, zum Beispiel cystische Fibrose durch defekten CFTR-Kanal oder beeinträchtigte Glukoseaufnahme durch GLUT-Transporter.