5.4 Aineiden kuljetus solukalvolla

 Solun aineidenotto ja kuljetus jaetaan passiiviseen ja aktiiviseen. Aktiivinen aineiden kuljetus vaatii energiaa (ATP). Aineet voivat kulkeutua myös passiivisesti solukalvon lävitse, jolloin niiden kuljettamiseen ei vaadita energiaa.

Passiiviseen kuljetukseen kuuluu passiivinen kulkeutuminen ja avustettu diffuusio. Diffuusiota solukalvon lävitse kutsutaan passiiviseksi kulkeutumiseksi. Solukalvo eristää solun sen ympäristöstä ja useimmat molekyylit eivät pysty läpäisemään sitä ilman avustusta. Toisaalta rasvaliukoiset aineet ja kaasut kulkeutuvat solukalvon lävitse passiivisesti eli se ei vaadi energiaa (ATP).

Vesiliukoiset aineet eivät kuitenkaan pääse solukalvon lävitse itsestään. Tämän vuoksi solukalvolla on kanava- ja kuljettajaproteiineja, jotka voivat avustaa aineiden kulkeutumisessa. Tämä on myös passiivista kulkeutumista ja sitä kutsutaan avustetuksi diffuusioksi.

Joitain aineita solu pystyy kuljettamaan pienemmän pitoisuuden puolelta suuremman pitoisuuden puolelle. Tätä ilmiötä kutsutaan aktiiviseksi kuljetukseksi. Solu pystyy esimerkiksi kuljettamaan sisäänsä glukoosia, vaikka sen ulkopuolella glukoosin pitoisuus olisi pienempi kuin sisäpuolella. Tähän solu käyttää ATP:n sisältämää kemiallista energiaa (luku 6). Ioneja kuljettavia proteiineja kutsutaan ionipumpuiksi. Hermosolun toiminnalle on tärkeää pitää ionipitoisuusero solukalvon ulko- ja sisäpuolen välillä. Tähän tehtävään solu käyttää jatkuvasti toimivia ionipumppuja. Jotkin kalvoproteiineista aktivoituvat tietyn signaalin vaikutuksesta. Esimerkiksi hermosolun ionikanavat aukeavat jännitteen muutoksesta, mikä saa aikaan ionien virtaamisen soluun ja sieltä ulos.

Aktiivinen kuljetus voi olla primääristä tai sekundääristä. Primäärisessä aktiivisessa kuljetuksessa solu kuljettaa ainetta pitoisuuseron vastaisesti kohti suurempaa pitoisuutta ATP:n tarjoaman energian turvin. Esimerkiksi solu voi ottaa sisäänsä ulkopuolelta glukoosia pienemmästä pitoisuudesta käyttämällä energiaa. Sekundäärisessä aktiivisessa kuljetuksessa solu kuljettaa toista ainetta pitoisuuseron suuntaan ja toista sen vastaisesti. Esimerkiksi hermosolu kuljettaa yhden kalsiumionin solusta ulos (pitoisuuseroa vastaan), kun kolme natriumionia kulkee sisään (pitoisuuseron suuntaan).