Пассивный транспорт

Пассивный транспорт происходит без затрат энергии путем диффузии, осмоса, облегченной диффузии.

Диффузия - транспорт молекул и ионов через мембрану из области с высокой в область с низкой их концентрацией, т.е. вещества поступают по градиенту концентрации.

Диффузия может быть простой и облегченной. Если вещества хорошо растворимы в жирах, то они проникают в клетку путем простой диффузии. Например, кислород, потребляемый клетками при дыхании и СО₂ в растворе быстро диффундируют через мембраны. Диффузия воды через полупроницаемые мембраны называется осмосом. Вода способна проходить также через мембранные поры, образованные белками, и переносить молекулы и ионы растворенных в ней веществ.

Вещества, нерастворимые в жирах и не проходящие через поры, транспортируются через ионные каналы, образованные в мембране белками, с

помощью белков-переносчиков, также находящихся в мембране. Это облегченная диффузия. Например, поступление глюкозы в эритроциты происходит путем облегченной диффузии (рис. 18).

Рис.Схематическое изображение пассивного транспорта молекул по электрохимическомуградиенту и активного транспорта против. Простая диффузия и пассивный транспорт, осуществляемый транспортными белками (облегченная диффузия) протекают самопроизвольно. Для активного транспорта необходимо использовать метаболическую энергию. Только неполярные и

-24-

маленькие незаряженные полярные молекулы могут проходить через липидный бислой путем простой диффузии. Перенос других полярных молекул осуществляется со значительными скоростями белками-переносчиками или каналообразующими белками.

Активный транспорт

Активный транспорт веществ через мембрану происходит с затратой энергии АТФ и при участии белков-переносчиков. Он осуществляется против градиента концентрации. Белки-переносчики обеспечивают активный транспорт через мембрану таких веществ, как аминокислоты, сахар, ионы калия, натрия, кальция и др. (рис. 19).

Рис.Предположительная схема активного переноса молекул через наружную плазматическуюмембрану.

Примером активного транспорта может быть работа калий-натриевого насоса. Концентрация К⁺ внутри клетки в 10–20 раз выше, чем снаружи, а концентрация Na⁺ наоборот. Такая разница в концентрациях ионов обеспечивается работой (Nа⁺–К⁺)-насоса. Для поддержания данной концентрации происходит перенос трех ионов Na⁺ из клетки на каждые два иона К⁺ в клетку. В этом процессе принимает участие белок в мембране, выполняющий функцию фермента, расщепляющего АТФ, с высвобождением энергии, необходимой для работы насоса.

Участие специфических мембранных белков в пассивном и активном

транспорте свидетельствует о высокой специфичности этого процесса (рис. 20).

-25-

Рис.(Na⁺–K⁺)-ATPаза активно качаетNa⁺наружу, aК⁺внутрь клетки против их электрохимическихградиентов . При гидролизе внутри клетки каждой молекулы АТР три иона Na⁺ выкачиваются из клетки и два иона К⁺ накачиваются в клетку. Специфический ингибитор насоса уабаин и ионы К⁺ конкурируют за общий участок на внеклеточной стороне АТРазы.