Це транспорт речовин крізь клітинну мембрану в клітину або з клітини, що здійснюється за допомогою різних механізмів.
Найважливіша властивість біологічної мембрани полягає в її виборчої проникності, тобто здатності пропускати одні речовини і не пропускати інші. Це має велике значення для саморегуляції метаболізму і підтримки постійного складу клітини (клітинний гомеостаз).
Нижче зображений ліпідний бішар клітинної мембрани. Будова і властивості ліпідів ви будете вивчати в 2-му семестрі. Ліпіди мимовільно (ΔG <0) собираются в надмолекулярные комплексы с гидрофобной внутренней частью и гидрофильной поверхностью, обращенной внутрь клетки и наружу в водную среду.
Види транспорту речовин в організмі
1. Транспорт крізь ліпідний бішар мембрани (проста дифузія) і транспорт за участю мембранних білків
2. Активний і пасивний транспорт
3. симпорта, антіпорт і уніпорт
Найлегше проходять через ліпідний бішар неполярні молекули з малою молекулярною масою (наприклад, кисень, азот, бензол). Досить швидко проникають крізь ліпідний бішар такі дрібні полярні молекули, як вуглекислий газ, оксид азоту, вода, сечовина. З помітною швидкістю проходять через ліпідний бішар етанол і гліцерин, а також стероїдні і тиреоїдні гормони. Для більших полярних молекул (глюкоза, амінокислоти), а також для іонів ліпідний бішар практично непроникний, так як його внутрішня частина гидрофобна.
Перенесення великих полярних молекул і іонів відбувається завдяки білкам-каналах або білків-переносників. Так, в мембранах клітин існують канали для іонів натрію, калію і хлору, а також білки-переносники для глюкози, амінокислот і інших молекул. Є навіть спеціальні водні канали - аквапоріни.
Пасивний транспорт - транспорт речовин по градієнту концентрації. що не вимагає витрат енергії. Пасивно відбувається транспорт гідрофобних речовин крізь ліпідний бішар мембрани (ΔG<0). Пассивно пропускают через себя вещества все белки-каналы и некоторые белки-переносчики. Пассивный транспорт с участием мембранных белков называют облегченной диффузией. Другие белки-переносчики (их иногда называют белки-«насосы») переносят через мембрану вещества с затратами энергии, которая выделяется при гидролизе АТФ. Этот вид транспорта осуществляется против градиента концентрации переносимого вещества и называется активным транспортом .
Мембранний транспорт речовин різниться також у напрямку їх переміщення та кількості їх переносите даними білком-переносником речовин:
1) Уніпорт - транспорт однієї речовини в одному напрямку в залежності від градієнта концентрації.
2) симпорта - транспорт двох речовин в одному напрямку за допомогою одного переносника.
3) антипорта - переміщення двох речовин в різних напрямах за допомогою одного переносника.
АГАЛЬНІ механізми переміщення речовин через мембрану зображені на наступною схемою:
Уніпорт здійснює потенціал-залежний натрієвий канал, через який в клітку під час генерації потенціалу дії переміщуються катіони натрію.
Симпорт здійснює переносник глюкози, розташований на зовнішній (зверненій в просвіт кишечника) стороні клітин кишкового епітелію. Цей білок захоплює одночасно молекулу глюкози і катіон натрію і, змінюючи свою конформацію, переносить обидві речовини всередину клітини. При цьому використовується енергія електрохімічного градієнта, який, в свою чергу, створюється за рахунок гідролізу АТФ ферментом - натрій-калієвої АТФ-азой.
Антіпорт здійснює натрій-калієва АТФаза. Вона переносить в клітку 2 катіона калію, а з клітини виводить 3 катіона натрію.
Робота натрій-калієвої АТФази - приклад активного транспорту за допомогою антипорта.