Читать «Основы физиологии человека. Том 1 by Агаджанян Н.А. (ред.)» онлайн - страница 11

Одним из основных свойств мембраны является полупроницаемость: одни соединения могут проникать через нее, а другие - нет. Если бы мембраны были непроходимым барьером, то питательные вещества не могли бы поступать в клетку, а продукты жизнедеятельности - удаляться из нее. При полной проницаемости было бы невозможно накопление необходимых клетке веществ. Транспорт веществ внутрь и наружу клетки, а также между цитоплазмой и различными субклеточными органеллами (митохондриями, ядром и т.д.) обеспечивается мембранами.

Существует два способа переноса веществ через мембрану: пассивный и активный транспорт, а также транспорт, связанный с нарушением структурной целостности мембраны (эндо- и экзоцитоз).

А. Пассивный транспорт (диффузия) может идти только в направлении электрохимического градиента. Например, если вещество движется через мембрану из области с высокой концентрацией в сторону низкой концентрации (т. е. по градиенту концентрации этого вещества) без затраты клеткой энергии, то такой транспорт называется пассивным, или диффузией. Различают два типа диффузии: простая и облегченная. Диффузия может происходить либо через липидный бислой, либо через каналы мембраны.

1.    Простая диффузия через липидный бислой. Ее величина прямо пропорциональна градиенту концентрации вещества, площади мембраны и обратно пропорциональна толщине мембраны. Она характерна для жирорастворимых веществ, а также неполярных и неионизированных полярных молекул: CO₂, O₂, алкоголь, стероидные гормоны, липиды, тироксин, мочевина и др.

2.    Простая диффузия через ионные каналы мембраны. Вода проникает в клетку через водные каналы (аквопо-рины). Через водные каналы могут проходить малые незаряженные молекулы (CO₂, O₂, мочевина, этанол). Неорганические ионы (катионы и анионы) не могут проходить через липидный бислой, поэтому они диффундируют через специализированные каналы, которые образованы белками мембраны и обладают селективностью (избирательной проницаемостью для определенного иона).

3. Облегченная диффузия. Она характерна для гидрофильных молекул, которые переносятся через мембрану по градиенту концентрации, но с помощью специальных мембранных белков - переносчиков. Липидный бислой мембраны очень плохо проницаем для большинства полярных молекул (сахаров, аминокислот, нуклеотидов и др.). Для облегченной диффузии характерна высокая избирательность (специфичность), так как белок-переносчик имеет центр связывания, комплементарный транспортируемому веществу, перенос сопровождается конформационными изменениями белка. Возможные механизмы облегченной диффузии: