ГЛАВА 8. ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ

Вопросы по теме

• Пассивный мембранный транспорт (простая и облегченная диффузия).

• Активный (первичный и вторичный) транспорт.

• Унипорт и котранспорт.

• Транспортные белки и ионные каналы.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Главной функцией биомембран является избирательный транспорт различных веществ и ионов. Обмен между клеткой и внешней средой, а также между субклеточными компартментами предполагает трансмембранный перенос транспортируемых молекул. Липидная фаза мембран хорошо проницаема для ограниченного числа неполярных молекул, к числу которых относят стероиды, тиреоидные гормоны, жирные кислоты, а также газы О₂ и NO. Такие вещества пересекают мембрану в результате простой диффузии по концентрационному градиенту. Подавляющее большинство полярных и заряженных молекул переносится через мембрану с помощью различных транспортных белков.

Различают пассивные и активные транспортные системы. Первые осуществляют трансмембранный перенос веществ за счет концентрационного градиента. Поскольку в этом процессе транспортные белки играют роль своеобразных пор или каналов, по которым гидрофильные молекулы проходят через мембрану, такой перенос веществ называют облегченной диффузией. Так функционирует анионный канал в мембране эритроцита, обеспечивающий движение анионов Cl^- и HCO₃^- в противоположных направлениях (рис. 8-1).

Рис. 8-1. Анионный канал мембраны эритроцитов. Хлорид- и бикарбонат-ионы двигаются в противоположных направлениях по градиентам концентраций

Другой вид трансмембранного переноса веществ против градиента концентраций совершается за счет внешнего источника энергии, которым является гидролиз АТФ. Его называют активным транспортом. Примером системы активного транспорта может быть Na⁺, К⁺-АТФаза плазматических мембран клеток животных и человека. Этот фермент, состоящий из двух пар идентичных субъединиц (αβ)₂, осуществляет трансмембранный перенос ионов Na⁺ из клетки наружу, а ионов К⁺ - в противоположном направлении: