6.9 Транспорт вещества через многомембранные системы.

Мембранный транспорт — транспорт веществ сквозь клеточную мембрану в клетку или из клетки, осуществляемый с помощью различных механизмов — простой диффузии, облегченной диффузии и активного транспорта. Важнейшее свойство биологической мембраны состоит в ее способности пропускать в клетку и из нее различные вещества. Это имеет большое значение для саморегуляции и поддержания постоянного состава клетки. Такая функция клеточной мембраны выполняется благодаря избирательной проницаемости, то есть способностью пропускать одни вещества и не пропускать другие.

6.10(1)Активный транспорт вещества через биомембраны. Ионные насосы.

Активный транспорт — перенос вещества через клеточную или внутриклеточную мембрану (трансмембранный А.т.) или через слой клеток (трансцеллюлярный А.т.), протекающий поградиенту концентрации из области низкой концентрации в область высокой, т. е. с затратой свободной энергии организма. В большинстве случаев, но не всегда, источником энергии служит энергия макроэргических связей АТФ.

Различные транспортные АТФазы, локализованные в клеточных мембранах и участвующие в механизмах переноса веществ, являются основным элементом молекулярных устройств — насосов, обеспечивающих избирательное поглощение и откачивание определенных веществ (например, электролитов) клеткой. Активный специфический транспорт неэлектролитов (молекулярный транспорт) реализуется с помощью нескольких типов молекулярных машин — насосов и переносчиков. Транспорт неэлектролитов (моносахаридов, аминокислот и других мономеров) может сопрягаться с симпортом — транспортом другого вещества, движение которого по градиенту концентрации является источником энергии для первого процесса. Симпорт может обеспечиваться ионными градиентами (например, натрия) без непосредственного участия АТФ.

6.10(2)Активный транспорт вещества через биомембраны. Ионные насосы.

Активный транспорт — перенос вещества через клеточную или внутриклеточную мембрану (трансмембранный А.т.) или через слой клеток (трансцеллюлярный А.т.), протекающий поградиенту концентрации из области низкой концентрации в область высокой, т. е. с затратой свободной энергии организма. В большинстве случаев, но не всегда, источником энергии служит энергия макроэргических связей АТФ.

Различные транспортные АТФазы, локализованные в клеточных мембранах и участвующие в механизмах переноса веществ, являются основным элементом молекулярных устройств — насосов, обеспечивающих избирательное поглощение и откачивание определенных веществ (например, электролитов) клеткой. Активный специфический транспорт неэлектролитов (молекулярный транспорт) реализуется с помощью нескольких типов молекулярных машин — насосов и переносчиков. Транспорт неэлектролитов (моносахаридов, аминокислот и других мономеров) может сопрягаться с симпортом — транспортом другого вещества, движение которого по градиенту концентрации является источником энергии для первого процесса. Симпорт может обеспечиваться ионными градиентами (например, натрия) без непосредственного участия АТФ.

6.11 Равновесный потенциал Нериста. ТеорияБернштейна о мембранном потенциале.  Важным элементом функционирования мембран явл.их способность пропускать или не пропускать молекулы и ионы.Вероятность такого проникновения частиц зависит как от направления их перемещения, так и от разновидности молекул и атомов.

На мембране существует разность потенциалов, слеловательно, в мембране имеется электр.поле.Оно оказывает влияние на диффузию заряженных частиц. Между напряженностью поля и градиентом потенциала сущ. известное соотношение Е=- dy:dx

Используем уравнение Нерста -Планка для установления зависимости плотности диффузионного потока от концентрации ионов  и от напряжения электр.поля.

J=-Ddc:dx-D:RT. ZFcdy:dx=-D[dc;dx+ZFc:RT.dy:dx] (1)

Заряд иона равен Ze. На один ион действует сила f=-Ze dy:dx. сила действующая на 1 моль ионов равна

fNa= -ZeNady:dx=-ZFdy: dx где F-постоянная Фарадея F=tNa

Перенос ионов определяется двумя факторами неравномерностью их распределения, т.е. градиентом концентрации и воздействием электр. поля

J=-Ddc:dx-umZFcdy:dx

Уравнение Нерста-Планка (1) устанавливает связь плотности стационарного потока ионов с тремя величинами

1.проницаемость мемран для данного иона, которая характеризунт взаимодействие мемранных структур с ионом,

2. электр.полем,

3.концентрацией ионов в водном растворе, окружающем мембрану.