vse-zabolevaniya.ru
ГлавнаяФизиологияОбщая физиология -> Пассивный транспорт ионов и молекул через мембрану

Пассивный транспорт ионов и молекул через мембрану


Различают пассивный и активный транспорт. Пассивный транспорт происходит без затрат энергии по электрохимическим градиентом. К пассивному относятся диффузия (простая и облегченная), осмос, фильтрация. Активный транспорт требует энергии и происходит вопреки концентрационном или электрическом градиента.
Пассивный транспорт
Диффузия может происходить либо через липидный бислой, или при участии белков. Диффузия через липидный бислой - это простая диффузия, зависит от концентрации веществ по обе стороны мембраны и температуры. Так переходят через мембрану вещества, которые растворяются в липидах (О2, СО2, азот, алкоголь). Кислород проходит так легко, будто мембраны и не существует. Через мембрану легко проходит и вода благодаря небольшому размеру ее молекул.
Простая диффузия происходит не только через липидный бислой, но и через белковые каналы и «ворота» в них. Эти каналы высокоселективные, транспорт через них зависит от вида ионов или молекул, их диаметра, формы, электрического заряда. Натриевые каналы имеют диаметр 0,3-0,5 нм, их внутренняя поверхность отрицательно заряжена. К +-канал имеет диаметр 0,3 нм, электрического заряда не имеет. Конформационные изменения формы белковых молекул влияют на состояние «ворот» (открытые или закрытые), в Na +-каналам они расположены на внешней, а в К +-каналах - на внутренней поверхности канала.
Состояние «ворот» контролируется двумя принципиально отличными механизмами: 1) состояние «ворот» зависит от разности электрических потенциалов по обе стороны мембраны, это потенциалзависимые каналы, 2) хемочутливи каналы те, белковые соединения которых способны связываться с некоторыми веществами-лигандами. Это вызывает конформационные изменения белковой молекулы и реакцию «ворот». К лиганд принадлежит ацетилхолин.
Потенциалчутливи каналы реагируют по закону, формулирует
ться словосочетанием «все или ничего». Состояние «ворот» меняется очень быстро (миллионные доли секунды). Сейчас есть точные методики исследования потока ионов через одиночные каналы (с помощью микропипеток, диаметр кончика которых составляет 1-2 мкм).
Облегченная диффузия происходит при участии специфического белка-переносчика, что способствует диффузии. От простой диффузии отличается тем, что скорость ее увеличивается только до определенной степени, а затем остается постоянной. Таким образом транспортируются глюкоза и большинство аминокислот.
На скорость диффузии влияют концентрация вещества по обе стороны мембраны,-ее проницаемость и ряд других факторов. А проницаемость зависит от толщины мембраны, количества каналов на единицу площади, молекулярной массы вещества, температуры.
Осмос имеет значение для транспорта воды через мембраны, проницаемые для воды, но не для ионов (полупроницаемые мембраны). Если концентрация вещества по обе стороны мембраны различна, то она будет переходить туда, где концентрация выше. Это наблюдается, пока концентрация не выровняется.
Для создания осмотического давления имеет значение не молекулярная масса вещества, а количество молекул
на единицу объема раствора. Переход воды по законам осмоса происходит очень быстро. Определяется величина осмотического давления в атмосферах, в миллиметрах ртутного столба или в милиосмолях. Эта величина в клеточной и внеклеточной жидкости составляет 7,6 атм, или 300 мосм / кг.