2.4. Активный транспорт.

♦      Активный транспорт всегда происходит посредством белков – носителей, называемых транспортерами. Деятельность белка как насоса:

·          (1) сильно зависит от источника метаболической энергии:

          - первичные транспортеры требуют прямого использования АТФ, например, транспортные механизмы для Na⁺, K⁺, Са²⁺(рис. 1.11, 1.12);

Рис. 1.11. Структура Na,K-АТФазы Рис. 1.12. Принцип работы Na,K-АТФазы

     - вторичные транспортеры – белки, чьи транспортные функции требуют одновременного перемещения иона (обычно Na⁺) по градиенту концентрации, который поддерживается первичными транспортерами (например, транспортные механизмы для глюкозы и аминокислот);

·          (2) вещества транспортируются против их электрохимического градиента;

·          (3) происходит только в одном направлении через плазматическую мембрану.

♦      Переносчики, которые переносят отдельное растворенное вещество через мембрану, называются унипортами.

♦      Более сложная функция переносчиков-транспортировать два растворенных вещества совместно, так что перенос одного зависит от одновременного переноса другого в том же самом направлении (симпорт) или в противоположном направлении (антипорт).

Рис. 1.13. Основные схемы вторичного активного транспорта ионов

3. Ионные каналы.

Большинство каналов образуют в мембране поры с избирательной проницаемостью для ионов. Поэтому они называются ионные каналы.

3.1. Структура.

♦      Белки, образующие канал, состоят из одного или большого числа субъединиц, формирующих в мембране домены, которые связаны последовательно аминокислотными цепями, выдающимися в цитозоль или во внеклеточное пространство (рис. 1.14A).

♦      Несколько субъединиц могут окружать центральную “пору” (рис. 1.14Б), через которую проходят ионы, когда канал активизирован.

		A	В
		Б
				Г
Активация физическими изменениями	Активация  химически активными веществами
				Д

Рис. 1.14. Схема типичного канала: А – организация шести доменов. В электрочувствительных каналах один из доменов (обычно четвертый) несет электрочувствительный элемент); Б – организация двух одинаковых субъединиц, образующих центральную “пору”; В – структура аквапорина; Г – молекулярная структура ионных каналов; Д – активация ионных каналов

3.2.  Функция.

Транспорт через ионные каналы всегда пассивен, и его максимальная скорость приблизительно в 1 000 раз больше, чем у белков-переносчиков. Ионные каналы отличаются от пор в двух отношениях:

·          Ионные каналы высоко селективны для определенных ионов.

·          Ионные каналы открыты не постоянно, они изменяются между открытым и закрытым состояниями.

♦      Каналы открыты в ответ на определенный стимул (раздражитель), который может быть электрическим, химическим или механическим. Электрочувствительные каналы, осуществляя перенос Na⁺, K⁺ или Ca²⁺, имеют большое значение для возбудимых клеток, таких как нерв или мышца. Лигандчувствительные каналы распространены во всех органах и тканях и влияют на реакции клеток на химический раздражитель (см. рис. 1.14Д).