Ионные насосы, их характеристика. Блокаторы активного и пассивного транспорта.

Активный и пассивный транспорт ионов через мембрану клетки:

Пассивный транспорт – транспорт веществ через мембрану, осуществляемый без затрат энергии. К пассивному относятся: диффузия (простая и облегченная), осмос, фильтрация

 

1. Простая диффузия. Небольшие нейтральные молекулы (Н2О, СО2, О2, NH3, мочевина, этанол и др) диффундируют через мембрану без участия специальных механизмов. Перенос веществ осуществляется по градиенту концентрации и с низкой скоростью.

 

2. Облегченная диффузия. Для более крупных полярных молекул (глюкоза, аминокислоты), а также для ионов, липидный бислой практически непроницаем, так как его внутренняя часть гидрофобна. Такие вещества переносятся через мембрану также по градиенту концентрации, но с участием мембранных белков.

· 2а. Перенос с участием ионных каналов. Трансмембранный перенос ряда ионов (Са2+, Na+, K+, C1−) происходит через ионные каналы - белковые структуры, пронизывающие мембрану. Они образуют трансмембранный гидрофильный (заполненный водой) канал. Избирательность каналов к ионам определяется наличием в белках канала специфического центра связывания иона. Каналы могут быть или закрыты, или открыты. Сигналом для изменения состояния канала являются гормон или иная сигнальная молекула

2б. Перенос с помощью трансмембранных белков-переносчиков (транслоказ). Для каждого вещества имеется свой переносчик. Переносимое вещество присоединяется к транслоказе, в результате чего изменяется ее конформация, в мембране открывается канал, и вещество освобождается с другой стороны мембраны. Поскольку в канале нет гидрофобного препятствия, то этот механизм называют облегченной диффузией

 

Активный транспорт веществ протекает против концентрационного градиента и требует затрат энергии. Основным источником энергии для активного транспорта является АТФ. Поэтому, как правило, эти системы представляют собой АТФазы.

В зависимости от количества веществ, переносимых через один белок-переносчик, и направления транспорта, различают:

· унипорт - транспорт одного вещества;

· симпорт - транспорт двух веществ в одном направлении через один переносчик;

· антипорт - перемещение двух веществ в разных направлениях через один переносчик.

 

Эта классификация справедлива как для пассивного, так и для активного транспорта. Примером активного транспорта является натрий–калиевая АТФаза. Она переносит в клетку ионы калия, а из клетки - ионы натрия.

 

Ионные каналы, ионные насосы, их характеристика.

Ионные каналы -специализированные мембранные белки, пронизывающие липидный бислой мембраны. Именно через ионные каналы совершается проход ионов через мембрану по электрохимическому градиенту.

Канальный белок имеет внутренний просвет, который открывается или закрывается с помощью воротного механизма. Воротный механизм устроен достаточно сложно, поскольку имеет двое ворот – активационные и инактивационные. Во внутренней области канала расположен селективный фильтр, благодаря которому через пору могут проходить ионы только одного типа.

ИОННЫЕ НАСОСЫ -молекулярные структуры, встроенные в биол. мембраны и осуществляющие перенос ионов в сторону более высокого электрохим. потенциала (активный транспорт); Источником энергии для этого процесса является расщепление АТФ, поэтому насос одновременно является ферментом - АТФазой. Помимо Na+/K+ насоса мембрана содержит еще кальциевый насос, этот насос откачивает ионы кальция из клетки. Кальциевый насос присутствует с очень высокой плотностью в саркоплазматическом ретикулуме мышечных клеток. Цистерны ретикулюма накапливают ионы кальция в результате расщепления молекулы АТФ.