3 Активный транспорт веществ

Активный транспорт - это перенос вещества из мест с меньшим значением электрохимического потенциала в места с его большим значением (рис. 2.8).

Активный транспорт в мембране сопровождается ростом энергии Гиббса, он не может идти самопроизвольно, а только в сопряжении с процессом гидролиза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), то есть за счет затраты энергии, запасенной в связях АТФ.

Рис. 2.8. Схема активного транспорта

Активный транспорт веществ через биологические мембраны имеет огромное значение. За счет активного транспорта в организме создаются градиенты концентраций, градиенты электрических потенциалов, градиенты давления и т.д., поддерживающие жизненные процессы, то есть с точки зрения термодинамики активный перенос удерживает организм в неравновесном состоянии, поддерживает жизнь.

Согласно современным представлениям, в биологических мембранах имеются ионные насосы, работающие за счет свободной энергии гидролиза АТФ, - специальные системы интегральных белков (транспортные АТФазы).

Рис. 2.9. Виды ионных насосов:

а - К⁺-Nа⁺-АТФаза в цитоплазматических мембранах (К⁺-Ка⁺-насос);

б - Са²⁺-АТФаза (Са²⁺-насос);

в - Н+-АТФаза в энергосопрягающих мембранах митохондрий, хлоропластов (Н+-насос, или протонная помпа)

4.Вторичный активный транспорт ионов

Источником энергии служит мембранный потенциал и/или градиент концентрации одного из ионов.. Однонаправленный перенос иона в комплексе со специфическим переносчиком получил название унипорта. Результатом переноса будет накопление ионов; за счет снижения мембранного потенциала.

Встречный перенос ионов с участием одноместной молекулы-переносчика получил название антипорта. Предполагается при этом, что молекула-переносчик образует прочный комплекс с каждым из переносимых ионов.

Перенос осуществляется в два этапа: сначала один ион пересекает мембрану слева направо, затем второй ион - в обратном направлении. Мембранный потенциал при этом не меняется.

Совместный однонаправленный перенос ионов с участием двухместного переносчика называется симпортом. Предполагается, что в мембране могут находиться две электронейтральные частицы: переносчик в комплексе с катионом и анионом и пустой переносчик.

4