37. Пасивний та активний транспорт через мембрану.

Мембранний транспорт - транспорт речовин крізь клітинну мембрану в клітину або з клітки. Існує три типи проникнення речовин в клітину через мембрани: проста дифузія, полегшена дифузія, активний транспорт.

1. Пасивний транспорт - це рух молекул або іонів по концентраційному або електрохімічного градієнту. Це може бути проста дифузія, як у випадку проникнення через плазматичну мембрану газів (наприклад О2 і СО2) або простих молекул (етанолу). При простій дифузії розчинені в позаклітинному середовищі невеликі молекули послідовно розчиняються в мембрані і потім у внутрішньоклітинному середовищі. Вказаний процес неспецифічний, при цьому швидкість проникнення через мембрану визначається ступенем гідрофобність молекули, тобто її жиророзчинні. Швидкість дифузії через ліпідний біслой прямо пропорційна гідрофобністі, а також трансмембранному градієнту концентрації або електрохімічного градієнту.

Осмос - пасивне переміщення деяких речовин через напівпроникну мембрану.

2. Полегшена дифузія. Більшість речовин переноситься через мембрану за допомогою занурених у неї транспортних білків (білків-переносників). Всі транспортні білки утворюють безперервний білковий прохід через мембрану. За допомогою білків-переносників здійснюється як пасивний, так і активний транспорт речовин. Полярні речовини (амінокислоти, моносахариди), заряджені частинки (іони) проходять через мембрану з допомогою полегшеної дифузії, за участю білків-каналів або білків-переносників. Участь білків-переносників забезпечує більш високу швидкість полегшеної дифузії в порівнянні з простою пасивною дифузією. Швидкість полегшеної дифузії залежить від ряду причин: від трансмембранного концентраційного градієнту переносимих речовин, від кількості переносника, котрий зв'язується з переносимою речовиною, від швидкості зв'язування речовини переносником на одній поверхні мембрани (наприклад, на зовнішній), від швидкості конформаційних змін в молекулі переносника, в результаті яких речовина переноситься через мембрану і вивільняється на іншій стороні мембрани. Полегшена дифузія не вимагає спеціальних енергетичних витрат за рахунок гідролізу АТФ. Ця особливість відрізняє полегшену дифузію від активного трансмембранного транспорту.

3. Активний транспорт - це перенесення речовини через плазматичну чи внутрішньоклітинну мембрану або через шар клітин, що протікає проти електрохімічного градієнту, тобто з витратою вільної енергії організму. У більшості випадків, але не завжди, джерелом енергії служить енергія макроергіческіх зв'язків АТФ. Різні транспортні АТФази, локалізовані в клітинних мембранах, що беруть участь у механізмах перенесення речовин, є основним елементом молекулярних пристроїв - насосів, які забезпечують виборче поглинання та відкачування певних речовин клітиною. Активний специфічний транспорт неелектролітов (молекулярний транспорт) реалізується за допомогою декількох типів молекулярних машин - насосів і переносників. Транспорт неелектролітов (моносахаридів, амінокислот та інших мономерів) може бути спряженим з симпортом - транспортом іншої речовини, рух якого по градієнту концентрації є джерелом енергії для першого процесу. Симпорт може забезпечуватися іонним градієнтом (наприклад, натрію) без безпосередньої участі АТФ.

Симпорт, антипорт і уніпорт.

Мембр тр-рт речовин розрізняється за напрямком їх переміщення та к-стю речовини, що переноситься даним переносником:

1) Уніпорт - транспорт однієї речовини в одному напрямку в залежності від градієнту;

2) Симпорт - транспорт двох речовин в одному напрямку через один переносник;

3) Антипорт - переміщення двох речовин в різних напрямках через один переносник;

Уніпорт здійснює, наприклад, потенціал-залежний натрієвий канал, через який в клітку під час генерації потенціалу дії переміщуються іони натрію.

Симпорт здійснює переносник глюкози, розташований на зовнішній (звернений в просвіт кишечнику) стороні клітин кишкового епітелію. Цей білок захоплює одночасно молекулу глюкози і іон натрію і, змінюючи конформацію, переносить обидві речовини усередину клітини. При цьому використовується енергія електрохімічного градієнту, який, в свою чергу створюється за рахунок гідролізу АТФ натрій-калієвої АТФ-азою.

Антипорт здійснює, наприклад, натрій-калієва АТФаза (або натрій-залежна АТФаза). Вона переносить в клітину іони калію, а з клітини - іони натрію.