Поступление веществ в клетку

Транспорт через мембраны жизненно важен, т.к. он обеспечивает:

• соответствующее значение рН и концентрации ионов
• доставку питательных веществ
• выведение токсичных отходов
• секрецию различных полезных веществ
• создание ионных градиентов.

Основное свойство цитоплазматической мембраны – полупроницаемость. Благодаря этому свойству через мембрану в клетку вещества транспортируются избирательно.

В настоящее время известно, что ионы проникают через мембрану несколькими способами:

1. Простая диффузия липофильных веществ

2. Облегченная диффузия гидрофильных веществ с помощью липофильных переносчиков

3. Простая диффузия через поры

4. Активный перенос с помощью насосов

5. Перенос путем экзоцитоза

Пассивный транспорт молекул происходит без затраты энергии. Различают

диффузию и осмос. Диффузия (лат. diffusio —распостранение, растекание, рассеивание) — процесс переноса материи или энергии из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Самым известным примером диффузии является перемешивание газов или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной). Его направление определяется только разностью концентраций вещества по обеим сторонам мембраны (градиентом концентрации). Диффузия растворенного вещества через полупроницаемую мембрану называется диализом. Диффузия молекул растворителя через полупроницаемую мембрану по градиенту концентраций называется осмос. Переход жидкости под влиянием разности потенциалов в пограничных слоях мембраны называется электроосмос.

Путём простой диффузии в клетку проникают неполярные (гидрофобные) вещества, растворимые в липидах и мелкие незаряженные молекулы (например, вода). Если клетки имеют низкую обводненность, то вода поступает путем осмоса, если содержат много воды – путем электроосмоса.

Большинство веществ, необходимых клеткам, переносится через мембрану с помощью погружённых в неё транспортных белков (белков-переносчиков). Все транспортные белки, по-видимому, образуют непрерывный белковый проход через мембрану.

Рис. Схема пиноцетоза (1) и фагоцитоза (2)

Различают две основные формы транспорта с помощью переносчиков: облегчённая диффузия и активный транспорт.
Облегчённая диффузия обусловлена градиентом концентрации, и молекулы движутся соответственно этому градиенту. Однако если молекула заряжена, то на её транспорт влияет как градиент концентрации, так и общий электрический градиент поперёк мембраны (мембранный потенциал).
Активный транспорт - это перенос растворённых веществ против градиента концентрации или электрохимического градиента с использованием энергии АТФ. Энергия требуется потому, что вещество должно двигаться вопреки своему естественному стремлению диффундировать в противоположном направлении. Он осуществляется с помощью переносчиков – Н+-АТФазы, Na+, K+, Ca++-АТФазы, анион-АТФазы. Особую роль в транспорте веществ играет Н+-насос, создающий электрохимический градиент ионов.

Дата добавления: 2014-01-20