3.12 : Dyfuzja ułatwiona

Błona plazmatyczna, krytyczna struktura w biologii komórkowej, mieści szereg transporterów, czyli białek nośnikowych, rozproszonych w jej podwójnej warstwie lipidowej. Białka te odgrywają kluczową rolę w transporcie substancji rozpuszczonych poprzez dyfuzję ułatwioną, formę dyfuzji pasywnej, która wykorzystuje transportery do przemieszczania cząsteczek przez błonę.

W tym procesie substraty, takie jak związki organiczne i jony, wchodzą w interakcję z transporterem po jednej stronie, wyzwalając zmiany konformacyjne w białkach, które umożliwiają translokację substratu bez żadnego wydatku ATP. Ruch tych substratów, do lub z komórki, jest regulowany przez gradient elektrochemiczny, aż do osiągnięcia stanu równowagi — równowagi między stężeniem a ładunkiem wewnątrz i na zewnątrz komórki.

Ta metoda dyfuzji ułatwionej przyspiesza ruch substancji rozpuszczonych w porównaniu do dyfuzji pasywnej bez transportera. Selektywność tych białek nośnikowych jest kluczowa dla tego procesu, ponieważ ich struktura pozwala na wiązanie tylko określonych związków endogennych lub leków. Na przykład transporter kationów organicznych (OCT1) umożliwia transport określonych cząsteczek: wchłanianie jelitowe tylko witamin, takich jak tiamina, i wychwyt wątrobowy tylko określonych leków, takich jak metformina i lewodopa.

Jednak ze względu na pośrednictwo nośnika, ten system wykazuje nasycenie i selektywność strukturalną dla leku, wykazując kinetykę konkurencji dla leków o podobnych strukturach. Dyfuzja ułatwiona odgrywa niewielką rolę we wchłanianiu leku ze względu na przewagę aktywnych transporterów. Podkreśla to złożoność i specyficzność mechanizmów transportu komórkowego, w szczególności dotyczących podawania i wchłaniania leków.