3. Характеристика транспортних процесів

Для всіх заряджених молекул (іонів), незалежно від їх розмірів, лі­підний бішар є практично непроник­ним: високий ступінь гідратації таких молекул попереджає їх проходжен­ня через вуглеводневу ділянку біша­ру (рис. 4).

Рис. 4. Проникність ліпідного бішару для різних речовин.

Транспортні білки. Транспортні білки - це специфічні трансмембранні білки, призначені для перенесення через мембрану ре­човин, для яких біліпідний шар є не­проникним. Виділяють такі види транспортних білків:

1. Переносники (транспортери, транслокази). Під час зв'язування із субстратом змінюють свою конформацію, у результаті чого речовина переноситься на інший бік мембрани. Можуть забезпечувати полегшену дифузію та активний транспорт. Одні транспортери переносять розчинену речовину з одного боку мембрани на дру­гий (уніпорт). Інщі функціонують як котранспортні системи, в яких перенесення однієї речовини за­лежить від одночасного або по­слідовного перенесення іншої речовини в тому ж (симпорт) або в протилежному (антипорт) на­прямку (рис. 5).

Рис. 5. Принципи роботи переносників.

2. Канали(тунельні білки). Фор­мують у бішарі заповнені водою пори, під час відкривання яких відбувається просування певних іонів. Залежно від регулятора транспортного процесу виділя­ють такі види каналів:

а) потенціалзалежні канали відкриваються або закриваються у відповідь на зміну мембранного потенціалу: трапляються в електрозбудливих клітинах: нервових та м'язових (на­приклад, Na⁺-канали);

б) хімічно регульовані канали відповідають на дію специфічних хімічних агентів. Типовими є такі що зв'язують нейромедіатори (на приклад, нікотиновийацетилхоліновий рецептор).

Транспорт низькомолекулярних речовин

Виділяють такі способи проходжен­ня низькомолекулярних сполук че­рез біомембрани:

• проста (нейтральна) фізична дифузія;

• полегшена дифузія;

• осмос;

• активний транспорт.

Дифузія (від лат. diffusio-поширен­ня, розтікання) - це перехід іонів або молекул, викликаний їх броунів­ським рухом, через мембрани з облас­ті, де ці речовини знаходяться у більш високій концентрації, в область, де вона менша, де концентрація по обидва боки не вирівняється.

У випадку простої дифузії незарядже­ні речовини проходять між ліпідними молекулами або крізь білок, що фор­мує канал. До такого способу перене­сення здатні низькомолекулярні гід­рофобні органічні речовини (жирні кислоти, сечовина), а також невели­кі нейтральні молекули( Н₂О, С0₂, 0₂). Швидкість дифузії прямо про­порційна різниці концентрацій речо­вин по різні боки мембрани.

У разі полегшеної дифузії специфіч­ні білки-переносники (транслокази) зв'язують речовину та транспортують її через мембрану. Цей процес здій­снюється швидше за перший.

Транслокази – це інтегральні білки, що, як правило, складаються з кількох субодиниць та є специфічними до певних субстратів. З допомогою цих білків надходять речовини, не здат­ні до простої дифузії. Проте, є винят­ки: перенесення води через мембра­ни ниркових канальнів і секретор­них епітеліальних клітин. Вода, як відомо, може й сама перетинати бі­шар, але для інтенсифікації процесу і пересування у вказаних мембра­нах є спеціальні ак­вапорини.

Транслаказа може існувати у двох конформаційних станах (рис. 6).

Рис. 6. Схема зображення конформаційних станів інтегральних білків – транслоказ.

У стані «ПОНГ» ділянки зв'язування для субстрату А відкриті ззовні біша­ру, а в стані "пінг" ті самі ділянки відкриті з його протилежного боку. Якщо концентрація речовини А ззовні бі­шару перевищує таку всередині, то транспорт цієї речовини буде відбува­тися за градієнтом їі концентрації.

4. Іонні канали: керовані напрогую Na⁺ -канали, керовані напрогую К⁺ -канали, структурна та функціональна характеристика Са²⁺ -каналів.