Виды транспорта через мембрану

а) Пассивный транспорт. Происходит за счет разности концентраций и разности потенциалов. Есть несколько видов пассивного транспорта (рис. 59). Химическая энергия при пассивном транспорте не затрачивается.

Рис. 59. Виды пассивного транспорта: простая диффузия (а), транспорт через каналы (б), облегченная диффузия (в),

эстафетная передача (г)

Простая диффузия (по закону Фика). Это диффузия кислорода, углекислого газа, ряда лекарственных веществ. Процесс медленный (рис. 59 а).

Транспорт через каналы (поры). Через них идут молекулы воды, крупные ионы. Каналы увеличивают проницаемость мембран и обеспечивают селективность (рис. 59 б).

Облегченная диффузия – перенос ионов специальными молекулами-переносчиками, за счет диффузии переносчика вместе с веществом (рис. 59 в). Наиболее подробно это изучено для переноса ионов некоторыми антибиотиками, например валиномицином. Последний повышает проницаемость мембран для K⁺.

Эстафетная передача – здесь образуются из молекул-переносчиков временные цепочки поперек мембраны, которые передают друг другу диффундирующую молекулу (рис. 59 г). Грамицидин, например, передает ион Na⁺ (эстафетно).

б) Активный транспорт. Перенос происходит при затратах химической энергии. При этом нейтральные молекулы переносятся в область большей концентрации, а ионы против сил, действующих на них со стороны поля. Движение здесь происходит противоположно движению по уравнению Нернста–Планка. Энергия получается за счет гидролиза молекулы АТФ – аденозинтрифосфорной кислоты. На рис. 60. показана схема транспорта. Захватив одним активным центром ион калия из наружной

Рис. 60. Схемаактивного транспорта (калий-натриевый насос)

среды, а другим ион натрия из внутренней, система, потребляя АТФ, поворачивается внутри мембраны на 180°, после чего ионы освобождаются. Молекула белка принимает затем исходное положение, и далее все повторяется. За счет этого транспорта клетка поддерживает внутри себя высокую концентрацию калия и низкую натрия. Активный транспорт обеспечивает механизм селективной проницаемости клеточных мембран.