Transportsysteme: Überblick

Alle Zellkompartimente und auch die Zellen selbst erhalten ihr Innenmilieu mithilfe der Zellmembranen aufrecht. Trotzdem müssen Metaboliten, Ionen, Stoffwechselsubstrate und andere Stoffe in die Zelle hinein- und aus ihr herausgelangen. Damit diese transmembranalen Stofftransporte stattfinden können, benötigt die Zelle dafür vorgesehene selektive Transportsysteme. Man unterscheidet 2 Prinzipien des Transportes:

• den passiven Transport und den

• aktiven Transport.

Zum passiven Transport gehören die Diffusion, die Filtration und die Konvektion. Transportproteine wie Ionenkanäle, Aquaporine und manche Carrierproteine ermöglichen den Transport von hydrophilen Molekülen durch den hydrophoben Lipidbilayer der Zellmembran.

Der aktive Transport wird unterteilt in den primär aktiven Transport (z.B. Na⁺/K⁺-ATPase) und den sekundär aktiven Transport über Symporter und Antiporter.

Werden Stoffe durch das Innere von Zellen oder zwischen den Zellen hindurch transportiert, spricht man vom Transport über Zellverbände. Hierzu gehört der

• transzelluläre Transport durch polare Zellen (Epithel- oder Endothelzellen) hindurch. Dabei gelangt ein Stoff vom Lumen über die apikale in Richtung basolaterale Seite ins Blut (oder umgekehrt). Der Transport kann aktiv oder passiv verlaufen. An einer der beiden Membranen findet zwingend ein aktiver Transport statt (z.B. via Na⁺/K⁺-ATPase), der die Transportrichtung bestimmt.

• parazelluläre Transport durch den Spalt zwischen den Zellen hindurch (Dünndarm, proximaler Nierentubulus). Dies betrifft v. a. kleine Moleküle und ist abhängig vom Aufbau der Schlussleiste (Claudine-Typen, Occludine etc.)

• interzytoplasmatische Transport zwischen benachbarten Zellen via Gap Junctions (z.b. in Epithel-, Nerven- oder Herzmuskelzellen).

Vesikuläre Transportprozesse können weiter eingeteilt werden in

• den intrazellulären Austausch von Stoffen zwischen 2 Zellkompartimenten; hierzu gehören auch motorproteinassoziierte Transportprozesse, z.B. der axonale Transport von Organellen, Vesikeln und Neurotransmittern zwischen Soma und Telodendren eines Neurons (anterograder und retrograder Transport), und

• die Endozytose (Stoffaufnahme in die Zelle) und Exozytose (Stofftransport aus der Zelle hinaus), Pinozytose, Phagozytose

Stofftransporte kommen auch auf Organebene vor: Ferntransporte, z.B. der Transport von Nahrung über die Peristaltik im Verdauungstrakt oder der Transport von Blut und Lymphe im Blutkreislauf und Lymphgefäßsystem