23. Облегченная диффузия.

Облегченная диффузия - транспорт веществ через биологическую мембрану по градиенту концентрации, осуществляемый белками - переносчиками. Движущей силой такого транспорта является трансмембранные концентрационный и электрический градиент скорости переноса веществ при облегченной диффузии подчиняется правилу Михаэлиса - Мснтона ферментативной кинетики и имеет вид Is=Imax(K1+S). Is - количество вещества в молях, проходящее в единицу времени через единицу площади, перпендикулярную направлению движения, Imax - количества вещества в молях, проходящее в единицу времени через эту же площадку в том случае, когда все молекулы переносчиков загружены переносимым веществом. К - концентрация переносимого вещества, при скорости переноса = Imax/2. Преимущество облегченной диффузии перед простой диффузией вещества через липидный бислой мембраны можно проиллюстрировать на примере переноса глюкозы из плазмы крови в эритроцит. У глюкозы 5 гидроксильных групп, способные образовывать водородные связи с молекулами воды. При облегченной диффузии скорость транспортных процессов зависит не только от концентрации переносимых веществ, но и от их срдства к переносчикам. Вильбранет вывел уравнение, отражающее зависимость скорости транспорта веществ через клеточную мембрану от их концентрации и сродства к переносчикам: V = DCK(S1-S2)/(S1+K)(S2+K), где V - скорость проникновения вещества (количество вещества, проникающее за единицу времени через единицу поверхности клетки). D константа диффузия комплекса вещества с переносчиками в мембране. С - общая концентрация переносчика. К - константа диссоциации комплекса субстрата с переносчиком. S1 и S2 - концентрация переносимого вещества снаружи и внутри клетки При малых концентрациях субстрата в среде, когда S1 и S2 меньше К., скорость транспорта обратно пропорциональна К: V = DС/К (S1-S2) а при высоких концентрациях, когда S1 и S2 больше К. скорость транспорта прямо пропорциональна К:V= DСК (S1 – S2)/ (S1 – S2 ). Вильтранд экспериментально показал, что при низких концентрациях углеводы по скорости проникновения в эритроциты располагаются в одном порядке, а при высоких - в обратном. Скорость переноса вещества при участии белков переносчиков может замедляться под влиянием различных ингибиторов этого процесса.Как и в случае с ферментативными реакциями если в присутствии ингибитора увеличивается К,. а Imax, остается неизменной. то такое ингибирование относят к конкурентному типу. При неконкурентном интибировании изменяется скоростью переноса при .любой концентрации вещества (Imax). а сродство вещества к транспортной системе остается неизменным (К, - постоянная). Одним из важнейшим условием для реализации процессов облегченной диффузии является наличие градиента концентрации. Значит концентрация переносимого вещества должна постоянно поддерживаться с одной стороны мембраны (внутри клетки или органеллы] на низком или почти нулевом уровне. Это может достигаться включением переносимого вещества в разнобразны анаболические процессы, либо превращении транспортируемых мономеров в другие формы, либо образованием комплексов типа аминокислота - тРНК Процессы облегченной диффузии и нуждаются в энергетическом обеспечении. Свободная энергия тратится на создание и поддержание благоприятных для протекания процесса градиентов, в формировании транспорта не принимает участия