Класифікація транспортних процесів.

Однією з найважливіших функцій по­верхневого апарата клітини є транс­порт речовин. У процесах трансмемб­ранного транспорту беруть участь мембрана, надмембранні та субмемб­ранні системи поверхневого апара­та, що безпосередньо підкреслює їх функціональну єдність.

Існує кілька підходів щодо класи­фікації мембранних транспортних процесів. Згідно з традиційною класифіка­цією, розрізняють такі види мембранного транспорту:

• пасивний (за градієнтом концентрації, без витрат енергії);

• активний (проти градієнта концентрації з енергетичними ви­тратами);

• транспорт, пов'язаний зі змінами конфігурації мембрани (екзоци­тоз, ендоцитоз, трансцитоз).

За типом субстрату виділяють:

• йонний;

• водний;

• низькомолекулярний;

• транспорт макромолекул та іх комплексів.

За механізмом транспорту (рис. 3):

• безпосередній (без носія) транс­порт речовин здійснюється через пори мембран або через їх ліпід­ну фазу й завжди відбувається за градієнтом концентрації (фізич­на дифузія);

• опосередкований (з носієм) транс­порт здійснюється з допомогою специфічних транспортних систем:

• полегшена дифузія –дифузія з допомогою переносника, що дозволяє інтенсифікувати тран­спортні процеси;

• активний транспорт – транспорт проти градієнта концентрації.

Рис. 3. Схема пасивного транспорту за електрохімічним градієнтом і активного транспорту проти електрохімічного градієнта.

За величиною субстрату:

• транспорт малих молекул (дифу­зія, осмос, активний транспорт);

• транспорт великих молекул (ендоцитоз, екзоцитоз).

Двобічний транспорт через мембрану зумовлений потребами в певних речовинах або, навпаки, позбавленням від них шляхом виведення за її межі. Це пов̕язано з необхідністю відтворення процесів життєдіяльності клітини: росту, живлення, обміну речовин та енергії, підтримання іонного складу внутрішнього середовища.

Здійснення транспорту речовин за­безпечується такими властивостя­ми мембрани:

1) великою площею поверхні, що підтверджується розташуванням на поверхні клітин мікроворси­нок, як, наприклад, на слизовій оболонці шлунково-кишкового тракту та ниркових канальців;

2) наявністю відповідних каналів у ліпідному бішарі (трансмемб­ранних білків);

З) здатністю сприймати енергію, що зумовлюється пересуванням ре­човин за градієнтом концентрації та проти нього.

Оскільки внутрішня частина ліпідно­го бішару гідрофобна, він являє со­бою практично непроникний бар'єр для більшості полярних молекул, що попереджає відтік водорозчинного вмісту клітини. Проте, у зв'язку з на­явністю такого бар'єру, клітини зму­шені були створити спеціальні шля­хи для перенесення водорозчинних молекул через мембрани, оскільки вони повинні отримувати необхідні поживні речовини та виділяти шкід­ливі продукти метаболізму, а також регулювати внутрішньоклітинні кон­центрації іонів.

Швидкості, з якими різні молекули дифундують через бішар, дуже варіюють залежно від розміру молекули та й відносної розчинності в ліпідах. Чим молекула менша за розмірами та більш гідрофобна, тим швидше буде відбуватися дифузія через бішар. Малі неполярні молекули легко роз­чиняються у ліпідах і внаслідок цьо­го швидко дифундують. Дрібні незаряджені полярні молекули з великою швидкістю проходять мембранний бар'єр. Вода, завдяки невеликим роз­мірам та відсутності заряду її молекул, долає ліпідний бішар дуже швидко, незважаючи навіть на те що їі моле­кули нерозчинні в жирах.