4. Механизмы переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-

активный транспорт (на примере Са2+ - АТФазы, Na+,K+ - АТФазы). Пассивный симпорт и антипорт, вторично – активный транспорт.

Двойной липидный слой, благодаря своей гидрофобности, создает относительно

непроницаемый барьер для большинства водорастворимых молекул (полярных молекул), что предотвращает утечку содержимого клеток. В то же время клетка имеет специальные механизмы для транспорта растворимых в воде веществ через мембрану.

Такая проницаемость называется избирательной.

Она обусловлена белковыми компонентами мембраны, способными узнавать определенные соединения и транспортировать их через мембрану по градиенту концентраций, или против.

Перенос вещества через мембрану обеспечивается одним из трех механизмов: простой диффузией, облегченной диффузией, и активным транспортом .

Простая диффузия: Путем простой диффузии сквозь мембраны проходят вода, газы (кислород, углекислый газ) и многие липиды в любом направлении, но всегда по градиенту концентраций. Жирорастворимые вещества проходят через липофильные каналы по принципу – подобное растворяется в подобном. Через мембрану может пройти молекула, имеющая не более трех гидрофильных групп и массу менее 150.

Перенос при простой диффузии происходит без какого-либо взаимодействия с мембранными белками через поры или каналы мембраны и продолжается до выравнивания разницы концентраций.

Простая диффузия осуществляется неизбирательно, с низкой скоростью и ее значение в живой природе ограничено. Два других механизма переноса через биомембрану

происходят опосредовано, с помощью системы посредников по градиенту концентраций или против.

Первично – активный транспорт: Перенос некоторых неорганических ионов идет против градиента концентрации при участии транспортных АТФ – аз (ионных насосов). Все

ионные насосы одновременно служат ферментами, способными к аутофосфорилированию и аутодефосфорилированию.

АТФ – азы различаются по ионной специфичности, количеству переносимых ионов, направлению транспорта. В результате функционирования АТФ – азы переносимые ионы накапливаются с одной стороны мембраны.

Наиболее распространены в плазматической мембран клеток человек Na+, K+ - АТФаза, Са2+ - АТФаза и Н+, К+ - АТФаза слизистой оболочки желудка.

А) Na+, K+ - АТФаза.

Здесь объясняется механизм работы, важненько:

Б) Са2+ - АТФаза.

Принцип работы:

Пассивный симпорт и антипорт: Некоторые транслоказы могут переносить два разных вещества по градиенту концентраций в одном направлении – пассивный симпорт, или в противоположных направлениях – пассивный антипорт.Примером транслоказы, работающей по механизму пассивного антипорта, может служить анионный переносчик мембраны эритроцитов. Внутренняя митохондриальная мембрана содержит много транслоказ, осуществляющих пассивный антипорт. В процессе такого переноса

происходит эквивалентный обмен ионами, но не всегда эквивалентный обмен по заряду.

Вторично – активный транспорт:

Перенос некоторых растворимых веществ проти градиента концентрации зависит от одновременного или последовательного переноса другого вещества по градиенту концентрации в том же направлении (активный симпорт) или в противоположном направлении (активный антипорт).

Чаще всего в клетках человека ионом, перенос которого происходит по градиенту концентрации, служит Na+.

Примером активного антипорта может служить Na+,Ca2+ - обменник, в котором ионы натрия переносятся по градиенту концентрации переносятся в клетку, а ионы кальция переносятся против градиента концентрации выходят из клетки.

Примером активного симпорта является всасывание глюкозы клетками кишечника и реабсорбция из первичной мочи глюкозы, аминокислот клетками почек, которые

происходят вместе с посттуплением в клетки натрия по градиенту концентрации.