5 Сурет
Ғылыми тәжірибе негізінде АТФ бір молекуласы ыдырағанда бөлінетін энергия арқылы сыртқы ортаға 3 натрии ионын, ішкі ортаға 2 калии ионын тасымалдауға жететіндігін көрсетті. Тасымалдағыш ақуыз АТФ молекуласынан бөлінген энергияның есебінен бір жағымен сыртқы ортадан 2 калии ионын, ішкі ортадан 3 натрии ионын қосып алып, мембрана қабатында 1800 бұрылып, натрии ионын сыртқы ортаға, калии ионын ішкі ортаға жеткізеді, онан соң ақуыз қайта өз орнына келеді.
АТФ энергиясы арқылы зат тасымалдайтын осындай ақуыздарды иондық насостар деп атайды. Қазіргі кезде толық зерттелген осындай үш түрлі электрогенды насостар белгілі, олар: калии-натрии насосы (3 натрии ионын сыртқа, 2 кали ионын ішке), кальции насосы (2 кальци ионын сыртқа) және протон насосы (2 протонды сыртқа)
Осындай тасымалдау арқылы жасуша ішкі ортада калий ионының концентрациясын жоғары деңгейде, ал натрии ионынын төмен деңгейде ұстап тұрады. Активті тасымалдау кезінде мембрананың талғампаздық (селективті) қасиеті сақталады.
Заттар мембранадағы иондық каналдар арқылы да тасымалданады. Мембрана қабатындағы орналасқан ақуыз молекулалары мен липидтер саңлаулар (пор), яғни иондық каналдар жасайды. Мұндай индық каналдар арқылы мембранаға су молекулалары мен ірі иондар тасымалданады. Каналдар мембрананың өткізгіштік коэффициентін жоғарылатады, канал көп және олардың радиустары үлкен болған сайын мембрананың өткізгіштігі де артады. Каналдардың тасымалданатын заттарды таңдап өткізетін қасиеті бар. Әр иондық канал өзіне тиісті ғана ионды немесе затты өткізеді, яғни натрии каналы негізінен натрий ионын, калий каналы тек калии иондарын өткізеді. Сонымен қатар каналдардың заттарды өткізуі олардың зарядына байланысты болады, мысалы катиондарды өткізетін канал аниондарды өткізбейді, керісінше аниондарды өткізетін канал катионды өткізбейді. Каналдар өзіне тән емес иондарды да өткізеді, бірақ ол заттар үшін каналдың өткізгіштігі өте төмен, мысалы натрии каналының калии ионын өткізуі натримен салыстырғанда 20 есе төмен.
Мембранадағы каналдарды кейбір қосылыстар арқылы жауап тастауға болады екен, мысалы тетродотоксин молекуласы натрии каналын, тетраэтиламония молекуласымен калии каналын жауап тастайды. Мұндай әдістер медицинада көп қолданылады, мысалы ота жасағанда, тіс жұлғанда қажетті аймақты жансыздандыру осы құбылыстардың арқасында орындалады.
1842 жылы Э.В.Брюкке қуық қалтасындағы суды тасымаладауды зерттеу нәтижесінде тірі ағза ұлпаларында зат тасымалы саңлаулар (пор) арқылы жүретіндігін жобалаған болатын. Брюкктің бұл гипотезасы тек жүз жылдан кейін Ходжикин мен Хакслидің (1952), Девсон мен Даниеллидің (1955) ғылыми жұмыстары және Хладни мен Хайдонның(1970, 1972) жасанды липид биқабатына орнатылған грамицидитті(ақуыз) каналдың қасиетін зерттеулері нәтижесінде дәлелденді.
Қазіргі заманғы концепция бойынша мембранадағы иондық каналдар деп липид биқабатын тесіп орналасқан, электрохимиялық потенциалы аз жаққа қарай зат тасымалын қамтамасыз ететін интегралды ақуыздарды (олардың комплексін немесе гликопротеид) атайды. Иондық канал арқылы зат тасымылының өткізгіштік коэффициенті 10-8 – 10-9 м/с тең, бірақ бұл шама судағы еркін диффузия арқылы иондарды тасымалдаудан 5-6 есе төмен.
Хилле 1977-84 ж.ж. аралығында жүргізген зерттеулері нәтижесінде иондық каналдың мынадай моделін ұсынды: иондық каналда селективті сүзгі (фильтр) және «қақпа» тәрізді механизм бар. (6- сурет).
