Видове транспорт през клетъчната мембрана. Дифузия

Трансмембранен транспорт на малки молекули (през мембраната)

Различаваме транспорт на малки молекули през липидния матрикс на мембраната или чрез мембранните протеини (транспортни протеини – каналчета и преносители). През липидния матрикс преминават малки неполярни молекули като кислород, въглероден диоксид, азот, вода и др., а чрез мембранните протеини преминават малки органични полярни молекули като глюкоза, аминокиселини и др. и йони.

Може да се транспортират молекулите на разтворените вещества или на разтворителя (водата).

Когато пренасяните през мембраната вещества използват преносител (мембранен белтък) различаваме:

1. Унипорт – преносителят пренася едно вещество.

2. Котранспорт – преносителят пренася две или повече вещества. Котранспортът може да бъде:

Симпорт – когато веществата се пренасят в една посока.•

Антипорт – когато веществата се пренасят в противоположна посока.

Транспортът на нискомолекулните вещества през клетъчната мембрана може да бъде пасивен и активен.

Пасивният транспорт се извършва по градиента – концентрационен, електрохимичен, хидростатичен (при разлика в хидростатичното налягане), осмотичен (при разлика в осмотичното налягане). При това свободната енергия на преминаващите молекули намалява – затова този транспорт се осъществява без разход на метаболитна енергия. Различаваме три вида пасивен транспорт:

електричен и контрационен градиент1. Дифузия

~ Обикновена (проста) дифузия

~ Дифузия през йонни канали

~ Улеснена дифузия

2. Осмоза

3. Филтрация

Активният транспорт се звършва срещу градиента и свободната енргия на преминаващите вещества се увеличава – затова е необходим разход на метаболитна енергия от АТФ. Активният транспорт е два вида:

~ Първично активен траспорт

~ Вторично активен транспорт

Везикуларен транспорт на големи молекули или частици

Везикуларният транспорт е по-особена форма на транспорт. Той не се извършва през мембраната, а чрез вгъване на самата мембрана. Така се транспортират високомолекулни вещества или частици. Различават се два вида везикуларен транспорт.

~ Екзоцитоза

~ Ендоцитоза

ДИФУЗИЯ

1) Проста (обикновена) дифузия. – движение на молекулите от място с по-висока към място с по-ниска концентрация до достигане на равновесие. Молекулите дифундират по концентрационен градиент.

Простата дифузия е резултат от Брауновото движение на молекулите. Движеща сила е кинетичната енергия на частиците. В този случай веществото не се нуждае от мембранен преносител.

Нека разгледаме два разтвора А и В, които са разделени от мембрана, пропусклива за разтворените в тях вещества – концентрацията на веществото в разтвор А е по-висока, отколкото в разтвор В. Разтворените молекули показват константно движение с еднаква вероятност дадена молекула да премине през мембраната в другия разтвор. Тъй като концентрацията на разтвор А е по-висока, движението на веществото – молекулният поток ще бъде по-голям от разтвор А към разтвор В, отколкото от разтвор В към разтвор А. Чистият поток от молекули (чистата дифузия на веществото) ще бъде разликата между двата противоположни потока и ще е с посока от разтвор А към разтвор В. Чистият поток ще продължава, докато концентрациите на веществото в двата разтвора се изравнят. Чистата дифузия (потокът) на веществото зависи от три фактора: 1) величината на концентрационния градиент (при по-голяма концентрационна разлика ще има по-голяма чиста дифузия); 2) дебелината на мембраната (при по-дебела мембрана скоростта на дифузията е по-малка); 3) наличната площ на мембаната за дифузия (ако дифузионната площ е голяма, скоростта на дифузията също ще е голяма).
Простата дифузия на малки неполярни молекули се извършва през фосфолипидния слой на мембраната – така преминават през мембраната О2, СО2, стероидни хормони, алкохол, анестетици и др

кенетична енергия на частиците2) Дифузия на йони през мембраната.

Пасивният транспорт на йоните през мембраната се причинява от дейстивето на два градиента:

Концентрационен (химичен) и електричен (разликата в потенциалите от двете страни на мембраната).

Двата градиента действат обикновено заедно. Пасивното преминаване на йони през мембраната в резултат на едновременното действие на химичния и електричен градиент се нарича електродифузия. Сумата от двата градиента (химичен и електричен) се нарича електрохимичен градиент за даден йон. Казваме, че движението на йоните през мембраната се извършва по техния електрохимичен градиент.

Йоните могат да минат през мембраната по електрохимичния си градиент само чрез трансмембранни протеини – йонни каналчета или йонни преносители.

Йонните каналчета не взаимодействат химически с йона – затова този транспорт е бърз. Те имат различен диаметър, електрично заредени групи и избирателна селективност. Повечето йонни каналчета са строго селективни – пропускат само един йон (например Na+-канал). Различават се каналчета за катиони (Na+, К+, Ca2-канали) и каналчета за аниони (Cl–канали). Други са по-малко селективни и пропускат два или три йона – натриеви и калиеви, натриеви, калиеви и калциеви. Част от каналите разполагат с вратички и имат променяща се избирателна проницаемост. Отварянето (активиране) или затварянето (инактивиране) на йонните канали може да настъпи в резултат на:

пасивен транспорт дифузия

1) промяна в мембранния потенциал (потенциалзависими канали),

2) свързване с лиганд- медиатор, хормон (лигандзависими канали),

3) механична деформация на клетъчната мембрана (механозависими канали).

Наличието на потенциал-зависими и лиганд-зависими канали в мембраните на възбудимите клетки (нервни и мускулни) определят процесите на тяхното възбуждение и задържане.

Йонните преносители взаимодействат химически с йона – затова дифузията е по-бавна. В случая се касае за котранспорт (симпорт или антипорт) с органична молекула или с друг йон.

дифузия на йони през мембраната

3) Улеснена дифузия – извършва се по концентрационен или по електрохимичен градиент, но се използва мембранен преносител за веществото, както при активния транспорт. Улеснената дифузия е по-бърза от простата дифузия поради функцията на преносителя, но с нарастването на концентрацията на транспортираното вещество преносителят се насища и скоростта на улеснената дифузия спира да расте, за разлика от простата дифузия. Транспортира се едно вещество с преносителя – унипорт. Преносителят търпи спонтанни конформационни промени на молекулата си, по време на които веществото се свързва с преносителя откъм средата с по-висока концентрация и се освобождава от преносителя в средата с по-ниска концентрация.

функции на протеините

транспортна функция на мембранните протеини

Share Button
Обновено на: 07/11/2014 — 10:23

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Проверка за спам * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

Любопитко © 2010 - 2015 Всички права запазени! Frontier Theme