Классификация транспорта веществ через мембраны

В клетке существует 4 основных вида транспорта: 1) Диффузия, 2) Осмос, 3) Активный транспорт, 4) эндо и экзоцитоз. 1) Диффузия — это перемещение веществ по диффузному градиенту, т.е. из области высокой концентрации, в область с низкой концентрацией. Медленно диффундируют ионы, глюкоза, аминокислоты, липиды и т.д. Быстро диффундируют жирорастворимые молекулы. Облегченная диффузия является модификацией диффузии. Наблюдается в том случае, когда определенному веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула, т.е. у этой молекулы есть свой канал, через который она легко проходит (поступление глюкозы в эритроциты). 2) Осмос — это дифундированние воды через полупроницаемые мембраны. 3) Активный — это перенос молекул или ионов через мембрану, против градиента концентрации и электрохимического градиента. В клетке между двумя сторонами плазматической мембраны поддерживается разность потенциалов — мембранный потенциал. Внешняя среда положительный заряд, а внутренняя отрицательный. Поэтому в клетку будут стремится катионы Na, K, а анионы хлора будут отталкиваться. Примером активного транспорта имеющегося в большинстве клеток является натриево-калиевый насос. 4) Эндо и экзоцитоз. Плазматическая мембрана принимает учатие в выведении веществ из клетки, это происходит в процессе экзоцитоза. Так выводятся гормоны, полисахариды, белки, жировые капли и др. продукты клетки. Они заключаются в пузырьки, ограниченные мембраной, и подходят к плазмолеме. Обе мембраны сливаются и содержимое пузырька выводится наружу. Фагоцтоз - захват и поглощение клеткой крупных частиц. Пиноцитоз — процесс захвата и поглощения капелек жидкости.

Механизмы пассивного мембранного транспорта

Пассивный транспорт через мембрану происходит за счет концентрационного градиента для молекул неэлектролитов и за счет электрохимического градиента для ионов. Этот вид переноса веществ осуществляется путем простой и облегченной диффузии. Для ряда ионов облегченная диффузия реализуется в водных каналах, образуемых крупными молекулами белка. Облегченная диффузия может осуществляться подвижными переносчиками, которые переводят комплекс после взаимодействия с переносимыми молекулами или ионами в жирорастворимое состояние. Образовавшееся соединение проходит по градиенту концентрации на противоположную сторону мембраны, где происходит отщепление переносимой молекулы от переносчика и переход ее из липидной фазы в водную среду. Если изменения локальной свободной энергии имеют отрицательную величину, т. е. процесс идет “под гору” с уменьшением концентрационного и электрического градиентов, то это означает, что транспорт веществ совершается пассивно. Если же величина AG имеет положительное значение, т.е. локальная свободная энергия возрастает, то это служит признаком активного транспорта. В соответствии со вторым началом термодинамики самопроизвольно процесс совершается в сторону уменьшения градиентов, их выравнивания, что связано с возрастанием энтропии, уменьшением свободной энергии системы и переходом ее в наиболее вероятное состояние. Величина проницаемости мембраны для веществ при простой диффузии зависит от коэффициента диффузии в мембране (D) и коэффициента распределения) их между водным раствором и липидной фазой биомембраны. Иногда проницаемость воды определяется по скорости-изменения объема клетки в гипотонических и гипертонических растворах. В данном случае под коэффициентом проницаемости понимают количество воды, проникающей в единицу времени через единицу поверхности при разности осмотических давлений в одну атмосферу.