Транспорт через мембранные каналы
Некоторые вещества в первую очередь ионы, проходят мембрану через спецальные образования- мембранные или ионные каналы .. Канал состоит из нескольких вытянутых поперек мембраны белковых молекул, плотно прилежащих друг к другу и образующих в билипидном слое нечто вроде трубочки, заполненной водой, поэтому водорастворимые вещества могут относительно свободно проходить через канал под действием градиента концентрации. С этим, между прочим, связана большая скорость переноса ионов по каналам: например,через один канал транспортируется, в среднем, за 1 секунду в тысячу раз больше ионов, чем одной молекулой переносчика. Транспорт через каналы всегда пассивный.
Свойства каналов
1. Специфичность (или селективность). Для переноса каждого иона существуют специфические каналы. . Правда, специфичность эта не абсолютная: в небольшом количестве через любой канал могут проходить разные ионы, но все же вероятность прохождения через данный канал "своего" иона в десятки и сотни раз больше, чем остальных. Поэтому практически четко различаются натриевые каналы, калиевые каналы, кальциевые каналы
и т.п..Специфичность каналов обеспечивается строением их начального отдела, который называют селективным фильтром .. Способность селективного фильтра пропускать по преимуществу ионы какого-то определенного сорта связана как с его размерами, так и с различным электрическим взаимодействием полярных групп белков с разными ионами.
2. Векторность . Через любой канал ионы идут _ только в одну сторону .(или в клетку, или из клетки).
3. Управляемость. Любой канал может находится либо в закрытом, . либо в открытом состоянии. . Часто говорят, что каналы обладают воротами .,которые могут открываться и закрываться. Однако, это лишь образное выражение; на самом деле изменение состояния канала связано с _конформацией _соствляющих его белков .; изменение формы белковых молекул меняеет геометрию канала и его проходимость для ионов.В каналах разных клеток открытием и открыванием каналов управляют различные воздействия: механические, химические, температурные, световые и др. Этим, во многом, определяются функциональные особенности клеток. Особо важное значение в ряде случаев имеют каналы, управляемые изменением (сдвигом) электрического потенциала на мембране; они называются _потенциалзависимыми .
Некоторые детали транспорта по каналам
В межклеточной жидкости и в цитоплазме ионы находятся в _гидратированном . состоянии: каждый ион окружен большим числом связанных с ним молекул воды. Такой одетый водной оболочкой ион по своему размеру не может пройти через канал, поэтому на подходе к каналу ионы _ частично дегидратируются .. Однако,полной дегидратации не происходи, так что ионы
проходят через канал вместе с молекулами воды. Это имеет большое значение для _ транспорта воды . в клетку и из клетки.Размер частично гидратированного иона примерно соответствует диамиетру канала,поэтому ионы удут по каналу в один ряд. Скорость перемещения ионов вдоль канала более или менее постоянна. Поэтому _ проницаемость _мембраны для ионов практически целиком определяется числом открытых ионных каналов . .Можно рассчитать,например,что в нервном волокне, находящемся в покое, на 1 мкм поверхности мембраны открыто всего 4 натриевых канала, общее же число каналов много больше (несколько сотен на 1мкм ), поэтому при воздействии факторов, открывающих каналы, проницаемость мембраны может очень быстро возрастать во много раз.