Активный транспорт. Опыт Уссинга

Наряду с пассивным транспортом в мембранах клетки проис­ходит перенос молекул в область большей концентрации, а ионов — против силы, действующей на них со стороны электрического по­ля. Такая разновидность переноса поручила название активного транспорта. Если пассивный транспорт может происходить в любых полупроницаемых мембранах, как биологических, так и искусственных, то активный транспорт присущ только биологическим мембранам. Благодаря активному транспорту сохраняет­ся пространственная неоднородность в клетке (отличие внутри­клеточной среды от внеклеточного пространства), создаются и поддерживаются градиенты концентраций, электрических потен­циалов и т. д. Активный перенос веществ через мембрану осу­ществляется за счет энергии гидролиза молекул (АТФ).

Согласно современным представлениям, в биологических мембранах имеются

ионные насосы — специальные системы интегральных белков (транспортные АТФазы). Известны четыре вида ионных насосов, три из которых обеспечивают перенос ионов N К+, Са2+ и Н+ через мембраны за счет энергии гидролиза АТФ. Механизм переноса протонов при работе дыхательной цепи митохондрий изучен менее всего.

Натрий-калиевый насос работает при условии сопряжения переноса ионов калия и натрия. Это означает, что если во внешней среде нет ионов калия, не будет активного переноса ионов натрия из клетки, и наоборот. Другими словами, ионы натрия активируют натрий -калиевый насос на внутренней поверхности клеточной мембраны, а ионы калия — на внешней.

Натрий-калиевый насос переносит из клетки во внешнюю среду три иона натрия в обмен на перенос двух ионов калия внутрь клетки. Один акт переноса требует затраты энергии од молекулы АТФ. При этом создается и поддерживается разность потенциалов на мембране, причем внутренняя часть клетки имеет отрицательный заряд.

Надо отметить, что существует также активный перенос сахаров аминокислот, нуклеотидов, но кинетика этих процессов достаточно хорошо не изучена.

Интересно, что до сих пор нет достоверных сведений об активном транспорте анионов, хотя они играют важную роль в жизнедеятельности клеток (в особенности и хлора). По-видимому, анионы попадают в клетку путем пассивного переноса.

Дата добавления: 2013-12-13