اوجه الشبه والإختلاف بين النقل النشط والنقل السلبي

عمليات النقل في الخلية

الخلية هي الوحدة الأساسية لتركيب جميع الكائنات الحية على وجه الأرض، وهي تحتوي على العديد من الأسرار والأمور المهمة لبقاء الكائن الحي على قيد الحياة، مثل قدرتها على تنظيم تراكيز المواد مثل الأيونات والأحماض الدهنية والأحماض الأمينية والسكريات داخل الخلية

تقوم الخلية أيضا بإخراج النفايات من داخلها، وتحيط الخلية بطبقة مزدوجة من الدهون. وبالإضافة إلى ذلك، يوجد دهون فسفورية. تسمح هذه التركيبة للغشاء الخلوي بنقل بعض المواد واستبعاد غيرها، ولذلك يطلق عليه اسم “غشاء ذو نفاذية انتقائية.” ويمكن لبعض المواد الصغيرة غير القطبية أن تمر عبر الطبقة المزدوجة من الدهون، مثل الكحول وغاز الأكسجين وغاز ثاني أكسيد الكربون والكحول والجلوكو

أما بالنسبة إلى المواد القطبية التي تحتاج إلى طاقة للنفور من خلال ذيول الكاره للماء من طبقة الفوسفوليبيد الثنائية فهي تمثل والالكترولنيات، والجلوكوز، والأحماض الأمينية، تتحرك كل هذه المواد من خلال عميلتي النقل النشط والنقل السلبي، تم تصنيف هذه العمليات على أساس احتياجها إلى الطاقة

تتطلب عملية النقل النشط طاقة لضمان نقل المواد بنجاح، بينما لا تتطلب عملية النقل السلبي استخدام الطاقة.

مفهوم النقل النشط

المقصود به هو حركة الجزيئات أو الأيونات من منطقة لها تركيز منخفض إلى منطقة لها تركيز عالي من خلال غشاء شبه منفذ، تتطلب عملية النقل النشط طاقة كافية، وهو مهم جداً لإتمام العمليات الحيوية داخل الخلية، وتكون الطاقة على شكل APT، وفي بعض الأحيان تحتاج عملية النقل النشط إلى ناقلات بروتينية

تعد البروتينات التي تعمل كمضخات وتحتاج إلى غشاء لنقل المواد والطاقة APT من الجزيئات والأيونات خلال غشاء شبه منفذ هي أكثر أنواع النقل النشط شيوعًا في الخلايا. ومن أمثلة هذه المضخات مضخمة الصوديوم بوتاسيوم، التي تقوم بنقل أيونات الصوديوم إلى خارج الخلية

تهدف مضخة أيونات الصوديوم والبوتاسيوم داخل الخلايا العصبية إلى الحفاظ على التوازن الكهربائي في أغشية الخلايا العصبية، وتعتبر مهمة جدا في الخلايا العصبية

يحدث توازن كهربائي داخل وخارج الخلية العصبية، رغم وجود شحنة سالبة داخلية بحوالي 70 مللي فولت؛ وهذا مثال على عملية النقل النشط حيث يتم نقل الأيونات غير العضوية في النباتات إلى الجذور من خلال هذه العملية، بالإضافة إلى عملية إنتاج الهرمونات باستخدام اليود من قبل الغدة الدرقية

مفهوم النقل السلبي

المقصود بعملية النقل السلبي  هو عملية نقل المواد الكيميائية الحيوية الغير ثابتة مثل المواد الذرية أو الجزيئية من خلال الأغشية، لا تحتاج عملية النقل السلبي إلى طاقة الكيميائية مثل ما هي عليه في عملية النقل  النشط، تتم عملية النقل السلبي بالاعتماد على القانون الثاني للديناميكا الحرارية

ليتم نقل المواد عبر غشاء الخلية، يتم استخدام النقل النشط في المواد التي تحتاج إلى الطاقة للانتقال، أما بالنسبة للمواد في النقل السلبي فيعتمد على قانون فيك، حيث تتحرك المواد من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز منخفض، وتعتمد عملية النقل السلبي على نفاذية غشاء الخلية

تعتمد نفاذية غشاء الخلية على خصائص المواد مثل البروتينات والدهون البيبتيدية، ويوجد أربعة أنواع من النقل السلبي وهي المسهل والترشيح والانتشار والأسموزية، ويجب الإشارة إلى ذلك.

أوجه الاختلاف بين النقل النشط والنقل السلبي

يوجد عدة اختلافات بين النقل السلبي والنقل النشط، ومن أبرز هذه الاختلافات

– الاختلاف الرئيسي

النقل السلبي هو حركة الجزيئات داخل وعبر غشاء الخلية، ولا يتطلب استخدام الطاقة APT. تحدث هذه الحركة عندما تنتقل المواد من منطقة ذات تركيز عال إلى منطقة ذات تركيز منخفض. أما النقل النشط، فهو حركة الجزيئات عبر غشاء الخلية التي تتطلب الطاقة APT. تحدث هذه العملية عندما تنتقل المواد من منطقة ذات تركيز منخفض إلى منطقة ذات تركيز عال.

– الإتجاه

في عملية الديفيجرانس، تتحرك جزيئات المادة باتجاه الأسفل في اتجاهين، بينما تتحرك جزيئات المادة في النقل النشط باتجاه الأعلى في اتجاه واحد.

– الأعضاء

تحدث عملية النقل السلبي في ثلاثة أجهزة وهي الكلى والكبد والحويصلات الهوائية الموجودة في الرئتين (عندما يحدث خلل في تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون)، في حين تتمثل عملية النقل النشط في مضخة الصوديوم بوتاسيوم بالإضافة إلى آلية عمل الأمعاء.

– السرعة

تحتاج عملية النقل السلبي إلى الكثير من الوقت مقارنة بعملية النقل النشط التي تعتبر سريعة

– آلية العمل

في النقل السلبي، يتم الحفاظ على التوازن الديناميكي للمواد الغذائية والماء والغازات والنفايات، بينما يؤدي النقل النشط إلى تعطيل التوازن الذي يحدث بسبب الانتشار، من خلال السماح للجزيئات بالمرور عبر غشاء الخلية.

– النوع

تُعَد عملية النقل السلبي من عمليات الفيزيائية، حيث تتم بطريقة غير انتقائية، بينما تُعَد عملية النقل النشط عملية حيوية انتقائية.

– تأثير درجة الحرارة

لا يؤثر درجة الحرارة على عملية النقل السلبي، أما عملية النقل النشط فهي تتأثر بدرجة الحرارة بشكل كبير.

– تأثير غاز الأكسجين

لا تتأثر عملية النقل السلبي بكمية غاز الأكسجين، في حين أن عملية النقل النشط لا  تتم إلا بوجود كمية عالية من غاز الأكسجين، وفي حال انخفاض أو انعدام الأكسجين فلا تنجح عملية النقل النشط. 

– تأثير مثبطات التمثيل الغذائي

لا تؤثر مثبطات الهضم على عملية النقل السلبي، بخلاف عملية النقل النشط التي يمكن أن تتأثر بوجود مثبطات هضمية.

– الجزيئات

الجزيئات التي تنتقل خلال عملية النقل السلبي هي مواد ذات قابلية ذوبان قليلة ( السكريات الأحادية والأكسجين والماء وثاني أكسيد الكربون والدهون )، أما بالنسبة إلى الجزيئات التي تنتقل خلال عملية النقل النشط فهي جزيئات كبيرة الحجم مثل الكربوهيدرات والسكريات والدهون  والبروتينات.

– الأنواع

تتألف عملية النقل السلبي من أربعة أنواع مختلفة، وهي الأسموزية والانتشار والانتشار الميسر والترشيح، في حين ينقسم النقل النشط إلى نوعين رئيسيين وهما النقل النشط الأساسي والنقل النشط الثانوي، وتشمل هذه العملية الالتقاط الخلوي ومضخة الصوديوم-البوتاسيوم وإخراج الخلية.

– الوظيفة

تستخدم عملية النقل السلبي للحفاظ على توازن العناصر الغذائية والماء داخل وخارج الخلية، وأما عملية النقل النشط فتستخدم لنقل الأيونات والجزيئات عبر غشاء الخلية.

– البروتينات الناقلة

تشارك البروتينات الناقلة في آلية عمل النقل النشط وليست في آليةالنقل السلبي، حيث تؤدي دور المضخة في هذه العملية.

أوجه الشبه بين النقل النشط والنقل السلبي

يمكن تلخيص أوجه الشبه بين النقل النشط والنقل السلبي بالنقاط التالية:

• يساهم كل من النقل النشط والنقل السلبي في حركة الجزيئات داخل الخلايا.
• يستخدم النقل النشط والنقل السلبي خلال القنوات الأيونية.
• تُساهم عمليات النقل النشط والنقل السلبي في الحفاظ على التوازن داخل الخلية.