વાહક-સંકલ્પના (carrier concept) : કોષમાં પટલ (membrane) મારફતે થતી આયનો કે ચયાપચયકો(metabolites)ની વહન-પ્રક્રિયા માટે આપવામાં આવેલી એક સંકલ્પના. કોષમાં આ પદાર્થોની વહન-પ્રક્રિયા મંદ (passive) અથવા સક્રિય વહન (active transport) દ્વારા થાય છે. મંદ વહનની પ્રક્રિયા હંમેશાં સાંદ્રતા-ઢાળ(concentration gradient)ની દિશામાં થાય છે; એટલે કે પદાર્થનું ઊંચી સાંદ્રતા તરફથી ઓછી સાંદ્રતા તરફ વહન થાય છે. જ્યારે સક્રિય વહનની પ્રક્રિયા સાંદ્રતા-ઢાળની વિરુદ્ધ થાય છે. (પદાર્થનું ઓછી સાંદ્રતા તરફથી વધારે ઊંચી સાંદ્રતા તરફ વહન.)
વાહક સંકલ્પના
અનુકૂલિત પ્રસરણ(facilitated diffusion)ની પ્રક્રિયામાં સાદા પ્રસરણની જેમ કોષીય ઊર્જા(cellular energy)ની જરૂરિયાત હોતી નથી અને તે સાંદ્રતા-ઢાળની દિશામાં થાય છે; પરંતુ, આ પ્રક્રિયામાં ત્રિપરિમાણત: (three dimensionally) વિશિષ્ટ (specific) હોવાથી દક્ષિણાવર્તી (dextrotatory) કે વામાવર્તી (levorotatory) સમરૂપકો (isomers) પૈકી કોઈ એક જ પ્રકારના સમરૂપકનું વહન થાય છે અને આ પ્રક્રિયામાં વહનની પ્રક્રિયા વાહક અણુની મધ્યસ્થી દ્વારા થાય છે.
આ વાહક અણુઓ ઓછો અણુભાર ધરાવતા (90,000થી 40,000) પ્રોટીન છે. શર્કરાઓ, ઍમિનોઍસિડો, ફૉસ્ફેટો, Ca++, Na++ અને K+ માટેના વાહક પ્રોટીનોનું અલગીકરણ કરવામાં આવ્યું છે. તાપીય પ્રસરણ (thermal diffusion) દ્વારા આ વાહક અણુઓ પટલમાં બહારની અને અંદરની સપાટી તરફ ગતિ કરતા હોવાનું મનાય છે.
ચયાપચયક પદાર્થ કે આયનો પટલની બાહ્ય સપાટીએ વાહક પ્રોટીન સાથે બંધન પામી વાહક-ચયાપચયક-આયન સંકુલ (carrier-metabolite ion complex) બનાવે છે. તેનું પ્રસરણ વધારે સાંદ્રતાવાળા પ્રદેશ તરફથી ઓછી સાંદ્રતાવાળા પ્રદેશ તરફ થાય છે. ચયાપચયક અણુને તેની અલ્પ સાંદ્રતાને કારણે પટલની અંદરની સપાટીએ મુક્ત કરવામાં આવે છે. જ્યાં સુધી સાંદ્રતા-ઢાળ હોય ત્યાં સુધી ચયાપચયક કે આયનોનું વહન ચાલુ રહે છે. રક્તકણોમાં ગ્લુકોઝનો પ્રવેશ અનુકૂલિત પ્રસરણ દ્વારા થાય છે.
સક્રિય વહનની પ્રક્રિયા માટે પણ વાહક સંકલ્પના આપવામાં આવી છે. આ પ્રક્રિયા સાંદ્રતા-ઢાળની વિરુદ્ધ થતી હોવાથી કોષીય ઊર્જાનો ઉપયોગ થાય છે.
આ સંકલ્પના મુજબ, પ્રારંભમાં વાહક અણુને સક્રિય બનાવવામાં આવે છે. ATP (ઍડિનોસાઇન ટ્રાઇફૉસ્ફેટ) અને યોગ્ય ઉત્સેચકની મદદ દ્વારા આ સક્રિયતા પ્રાપ્ત થાય છે. કેટલાક સંશોધકોના મંતવ્ય અનુસાર ફૉસ્ફૉકાઇનેઝ દ્વારા વાહક અણુનું ફૉસ્ફૉરીકરણ (phosphorylation) થાય છે. તેથી વાહક અણુમાં સંરૂપીય (conformational) પરિવર્તન થાય છે અને ચયાપચયક કે આયન સાથેની પૂરકતા (complementation) માટેની અનુકૂળતા પૂરી પડે છે. હવે સક્રિય વાહક અણુપટલની બાહ્ય સપાટીએ ચયાપચયક કે આયન સાથે જોડાણ પામી શકે છે અને વાહક-ચયાપચયક / આયન સંકુલ વડે વાહક-આયન સંકુલ બનાવે છે અને પટલની અંદરની સપાટીએ આ સંકુલનું વિઘટન થાય છે. ફૉસ્ફેટેઝ નામનો ઉત્સેચક વાહક અણુમાંથી ફૉસ્ફેટ સમૂહને અલગ કરે છે. તેથી વાહક અણુ નિષ્ક્રિય બને છે અને હવે અંદરની બાજુએ કોષરસમાં કે કોષરસધાનીમાં વાહક અણુની નિષ્ક્રિયતાને કારણે ચયાપચયક કે આયન મુક્ત થાય છે. આ પ્રક્રિયાઓને નીચે મુજબનાં સમીકરણો દ્વારા સમજાવી શકાય :
વાહક દ્વારા થતી આયનની વહનની પ્રક્રિયા ચૅનલ દ્વારા થતી વહનની પ્રક્રિયા કરતાં અનેકગણી ધીમી હોય છે; કારણ કે સક્રિય વહનમાં વાહક અણુમાં સંરૂપી પરિવર્તન જરૂરી હોય છે. વાહક અણુઓ દ્વારા પ્રતિસેકંડ 100થી 1000 આયનોનું વહન થાય છે. ચૅનલ દ્વારા થતા વહન કરતાં ચયાપચયકો કે આયનોનું વહન લગભગ 106 ગણું ધીમું હોય છે. ઉત્સેચકીય ઉદ્દીપનની પ્રક્રિયામાં જે રીતે પ્રક્રિયક અણુઓનું બંધન અને નીપજોની મુક્તિ થાય છે, તે જ રીતે વાહક અણુની મધ્યસ્થી દ્વારા થતી વહનની ક્રિયામાં પ્રોટીનના વિશિષ્ટ સ્થાન પર અણુનું બંધન અને મુક્તિ થાય છે.
બળદેવભાઈ પટેલ