Pasivno transportiranje tvari kroz membranu: opis, značajke

Što je pasivni prijevoz? Transmembranski kretanja različitih visoke molekularne spojeve, staničnih komponenti, pod molekularne čestica koje ne mogu prodrijeti kroz kanale u membrani se izvodi pomoću posebnih uređaja, npr preko fagocitoze pinocitozom, prijenos egzocitozu kroz međustanične prostor. To jest, kretanje tvari kroz membranu može dogoditi različitim mehanizmima, koji su klasificirani na temelju njihova sudjelovanja u određenim prijevoznicima, kao i energetskih inputa. Znanstvenici podjeljuju transporti tvari u aktivnu i pasivnu.

Osnovni načini prijevoza

Pasivni prijenos je prijenos materije kroz biološku membranu duž gradijenta (osmotski, koncentrirani, hidrodinamički itd.) Koji ne zahtijevaju potrošnju energije.

Aktivni prijevoz je prijenos materije kroz biološku membranu na gradijent. Istodobno se troši energija. Oko 30-40% energije koja nastaje kao rezultat metaboličke reakcije u ljudskom tijelu utrošeno je na aktivni transport tvari. Ako uzmemo u obzir funkcioniranje ljudskih bubrega, onda se oko aktivnih transporta troši 70-80% potrošenog kisika.

Pasivno transportiranje tvari

to podrazumijeva prijenos raznih supstanci kroz biološke membrane duž različitih gradijenti. Takvi gradijenti može biti:

• gradijent elektrokemijskog potencijala;
• gradijent koncentracije tvari;
• gradijent električnog polja;
• gradijent osmotskog tlaka i drugi.

Proces implementacije pasivnog transporta ne zahtijeva troškove energije. Može se dogoditi uz pomoć lakog i jednostavnog difuzije. Kao što znamo, difuzija je kaotično pomicanje molekula materije u raznim medijima, što je posljedica energije toplinskih vibracija materije.

Ako je čestica materije električki neutralna, smjer u kojem će se pojaviti difuzija određuje se razlika u koncentraciji tvari sadržanih u mediju koji su odvojeni membranom. Na primjer, između odjeljaka ćelije, unutar ćelije i izvan nje. Ako čestice tvari, njezini ioni imaju električni naboj, difuzija će ovisiti ne samo o razlici koncentracija, već io naboju tvari, prisutnosti i znakovima punjenja na obje strane membrane. Veličina elektrokemijskog gradijenta određena je algebarskim zbrojem električnih i gradijentnih koncentracija na membrani.

Što pruža prijevoz kroz membranu?

Prijenos pasivne membrane je moguć zahvaljujući dostupnosti gradijentne koncentracije tvari, osmotski tlak, koje nastaju između različitih strana stanične membrane ili električnog naboja. Na primjer, prosječna razina iona Na + sadržanih u krvnoj plazmi iznosi oko 140 mM / l, a sadržaj eritrocita je oko 12 puta veći. Takav gradijent, izražen razinom koncentracije, može stvoriti pokretnu silu koja osigurava prijenos natrijevih molekula u crvene krvne stanice iz krvne plazme.

Treba napomenuti da je brzina takvog prijelaza vrlo niska zbog činjenice da je stanična membrana karakterizirana niskom propusnošću iona ove tvari. Mnogo više propusnosti, ova membrana ima protiv kalijevih iona. Energija staničnog metabolizma se ne koristi za izvođenje procesa jednostavne difuzije.

Difuzija

Aktivni i pasivni prijenos tvari kroz membranu karakterizira brzina difuzije. Može se opisati pomoću Fick jednadžbe: dm / dt = -kSDelta-C / x.

U ovom slučaju dm / dt je količina tvari koja difundira u jedinici vremena, a k je koeficijent difuzije, koji opisuje propusnost biomcmbranski za difuziju tvari. S je jednako području na kojem se pojavljuje difuzija, i Delta-C izražava razliku u koncentraciji tvari s različitih strana biološke membrane, dok je x karakterizira udaljenost koja postoji između točaka difuzije.

Očito je da se kroz membranu najčešće kreću tvari koje se istodobno difundiraju uz gradijente koncentracija i električnih polja. Važan uvjet za difuziju materije kroz membranu su fizikalna svojstva same membrane, njegovu propusnost za svaku pojedinu supstancu.

Zbog činjenice da se dvoslojni dio membrane sastoje od ugljikovodičnih radikala fosfolipida, koji posjeduju hidrofobnih svojstava, hidrofobnih tvari priroda lako raspršuje kroz nju. Točnije, odnosi se na tvari koje su lako topljive u lipidima, npr, štitnjače i steroidnih hormona, a neke ljekovite tvari karaktera.

Mineralnih iona i niske težine tvari koje imaju molekularne hidrofilna svojstva, difuzno kroz membranu pasivne ionskih kanala, koja su formirana od channelization molekula bjelančevina, a ponekad i na molekule fosfolipida slaganje nedostaci koji se pojavljuju na membranu u staničnoj membrani kao rezultat temperaturnih promjena.

Pasivni prijenos kroz membranu je vrlo zanimljiv proces. Ako su uvjeti normalni, značajne količine tvari mogu prodrijeti kroz dvoslojnu membranu samo ako su nepolarne i male veličine. Inače, prijenos se odvija preko proteina nosača. Takvi procesi koji uključuju protein nosača nazivaju se difuzijom, ali transportom tvari kroz membranu.

Difuzija svjetlosti

Difuzija svjetlosti, poput jednostavne difuzije, događa se uz gradijent koncentracije materije. Glavna je razlika u tome što posebna molekula proteina, nazvana nosač, sudjeluje u procesu prijenosa tvari.

Difuzija svjetlosti je vrsta pasivnog prijenosa molekula tvari kroz biomembrane, izvedena na gradijentu koncentracije pomoću nosača.

Protein nosača navodi

Proteinski nosač može biti u dva konformacijska stanja. Na primjer, u položaj kada je aktivni protein može imati afinitet prema tvari koja se nosi, njegova vezna mjesta s tvari pomaknut prema unutra, čime se formira pore, otvorene na jednoj strani membrane.

Nakon što je protein u kontakt s prijenosnim tvari mijenja konformaciju i njegov prijelaz u stanje B. U ovom okretni moment je izgubio transporter afinitet tvari. Zbog povezanosti s nosačem, ona se oslobađa i pomiče u pore već na drugoj strani membrane. Nakon prijenosa tvari, nosač bjelančevina opet mijenja svoju konformaciju, vraća se u stanje A. Sličan transport tvari kroz membranu naziva se uniport.

Brzina s difuzijom svjetlosti

Niskomolekularne tvari poput glukoze mogu se prevesti kroz membranu olakšanom difuzijom. Takav se transport može pojaviti iz krvi u mozak, do stanica iz intersticijskih prostora. Brzina prijenosa tvari s ovom vrstom difuzije može doseći do 10⁸ čestice kroz kanal u jednoj sekundi.

Kao što već znamo, brzina aktivnog i pasivnog prijenosa tvari s jednostavnom difuzijom proporcionalna je razlici koncentracije tvari na obje strane membrane. U slučaju olakšane difuzije, ta se brzina povećava razmjerno porastu razlike u koncentraciji tvari do određene maksimalne vrijednosti. Iznad ove vrijednosti, brzina se ne povećava, iako razlika koncentracije iz različitih strana membrane i dalje raste. Postizanje takve maksimalne brzine u procesu olakšane difuzije može se objasniti činjenicom da maksimalna brzina uključuje uključivanje svih raspoloživih proteina nosača u transportni proces.

Koji koncept još uvijek uključuje aktivni i pasivni transport kroz membrane?

Razmjena razmjene

Sličnu vrstu transporta molekula tvari kroz staničnu membranu karakterizira činjenica da molekule iste tvari koje se nalaze na različitim stranama biološke membrane sudjeluju u razmjeni. Treba napomenuti da se ovim transportom tvari koncentracija molekula na obje strane membrane uopće ne mijenja.

Vrsta difuzije razmjene

Jedna vrsta razmjene je razmjena difuzije, u kojem je jedna molekula tvari se mijenja dva ili više molekula tvari. Na primjer, jedan od načina na koji uklanja kalcijevih iona iz pozitivnih stanica glatkih mišića bronha i plovila miocita srca - stezanja razmjene natrij iona, postavljen izvan stanice. Jedan natrij ion u ovom slučaju zamijenjen je za tri kalcijeva iona. Tako, postoji natrijev i kalcijev kretanje kroz membranu, koja nosi karakter međusobno uvjetovana. Ova vrsta pasivnog transporta kroz staničnu membranu naziva se antiport. To je, dakle, da je stanica u mogućnosti osloboditi od kalcijevih iona, koji su dostupni u izobilju. Ovaj proces je bitan za glatkih mišićnih stanica i kardiomiocitima opušteno.

U ovom radu razmatrana je aktivna i pasivna transporta tvari kroz membranu.