Мембранный транспорт

Реализация основных механизмов регуляции в организме происходит вследствие изменения характера биофизических, биохимических и энергетических динамических процессов, которые позволяют клеткам, тканям, органам и системам органов выполнять специфические задачи и поддерживать параметры подсистемы жизнедеятельности.

Биофизические процессы в клетках обеспечивают реализацию механизмов нервной регуляции, регуляцию физико-химических показателей внутренней среды (осмотическое давление, рН), создание электрических зарядов клеток, возникновение и распространение возбуждения, выделение секретов (гормонов, ферментов и других биологически активных веществ), реализацию действия фармакологических препаратов.

Данные процессы возможны благодаря функционированию транспортной системы. С переносом веществ через мембраны также связаны процессы метаболизма клетки, в том числе биоэнергетические и многие другие.

Фармакологическое действие практически любого лекарственного препарата также обусловлено его проникновением через клеточные мембраны, а эффективность в значительной степени зависит от ее проницаемости.

Транспорт веществ внутрь и наружу клетки, а также между цитоплазмой и различными субклеточными органеллами (митохондриями, ядром и т.д.) обеспечивается мембранами. Если бы мембраны были глухим барьером, то внутриклеточное пространство оказалось бы недоступным для питательных веществ, а продукты жизнедеятельности не могли бы быть удалены из клетки. В то же время при полной проницаемости было бы невозможно накопление определенных веществ в клетке.

Транспортные свойства мембраны характеризуются полупроницаемостью: некоторые соединения могут проникать через нее, а другие — нет. Одна из главных функций мембран — регуляция переноса веществ. Существуют два способа переноса веществ через мембрану:

1. Пассивный транспорт(не связан с затратами энергии, осуществляется путем диффузии по концентрационным, электрическим или гидростатическим градиентам);

2. Активный транспорт -осуществляется против градиентов, связан с затратой энергии (преимущественно энергии гидролиза АТФ) и сопряжен с работой специализированных мембранных систем (мембранных насосов).

Кроме того, по направлению переноса различных веществ различают:

1. Юнипорт - вещество транспортируется через мембрану независимо от наличия и переноса других соединений;

2. Котранспорт -перенос одного вещества сопряжен с транспортом другого:

- симпорт- однонаправленный перенос;

- антипорт – противоположно направленный перенос (Рис.23).

Рис.23. Проницаемость мембран для различных веществ