Пассивдүү транспорт деген эмне? Ар кандай макромолекулярдык кошулмалардын, клеткалык компоненттердин, мембранадагы каналдар аркылуу өтө албаган супрамолекулалык бөлүкчөлөрдүн трансмембраналык кыймылы атайын механизмдер аркылуу ишке ашырылат, мисалы, фагоцитоз, пиноцитоз, экзоцитоз, клетка аралык мейкиндик аркылуу өтүү. Башкача айтканда, мембрана аркылуу заттардын кыймылы аларга белгилүү бир алып жүрүүчүлөрдүн катышуусунун белгилерине, ошондой эле энергия керектөөсүнө жараша бөлүнөт ар кандай механизмдердин жардамы менен болушу мүмкүн. Окумуштуулар заттардын ташуу процессин активдүү жана пассивдүү деп бөлүшөт.
Негизги транспорт түрлөрү
Пассивдүү транспорт – бул энергияны керектөөнү талап кылбаган градиент (осмотикалык, концентрация, гидродинамикалык жана башкалар) боюнча биологиялык мембрана аркылуу заттын өтүшү.
Активдүү транспорт – бул градиентке каршы биологиялык мембрана аркылуу заттын өтүшү. Кайдаэнергия керектелет. Адамдын организминдеги зат алмашуу реакцияларынын натыйжасында пайда болгон энергиянын болжол менен 30 - 40% заттардын активдүү транспортун ишке ашырууга жумшалат. Эгерде адамдын бөйрөктөрүнүн иштешин карай турган болсок, анда керектелген кычкылтектин болжол менен 70 - 80% активдүү транспортко сарпталат.
Заттарды пассивдүү ташуу
ал ар кандай градиенттер боюнча биологиялык мембраналар аркылуу ар кандай заттардын өтүшүн камтыйт. Бул градиенттер болушу мүмкүн:
- электрохимиялык потенциал градиент;
- зат концентрациясынын градиенти;
- электр талаасынын градиенти;
- осмостук басым градиенти жана башкалар.
Пассивдүү транспортту ишке ашыруу процесси эч кандай энергия керектөөнү талап кылбайт. Ал жеңилдетилген жана жөнөкөй диффузия менен пайда болушу мүмкүн. Белгилүү болгондой, диффузия – бул заттын жылуулук термелүү энергиясы менен шартталган ар түрдүү чөйрөлөрдөгү заттын молекулаларынын башаламан кыймылы.
Эгер заттын бөлүкчөсү электрдик нейтралдуу болсо, анда диффузиянын жүрүүчү багыты мембрана менен бөлүнгөн чөйрөдөгү заттардын концентрациясынын айырмасы менен аныкталат. Мисалы, клетканын бөлүмдөрүнүн ортосунда, клетканын ичинде жана сыртында. Эгерде заттын бөлүкчөлөрү, анын иондору электрдик зарядга ээ болсо, анда диффузия концентрациялардын айырмасына гана эмес, ошондой эле берилген заттын зарядынын чоңдугуна, мембрананын эки тарабында заряддын болушуна жана белгилерине да көз каранды болот.. Электрохимиялык градиенттин чоңдугумембранадагы электрдик жана концентрация градиенттеринин алгебралык суммасы менен аныкталат.
Мембрана аркылуу өтүүнү эмне камсыз кылат?
Пассивдүү мембраналык ташуу зат концентрациясынын градиенттеринин, клетка мембранасынын ар кандай капталдарынын ортосунда пайда болгон осмостук басымдын же электрдик заряддын болушунан улам мүмкүн болот. Мисалы, кан плазмасында камтылган Na+ иондорунун орточо деңгээли болжол менен 140 мМ/л, ал эми анын эритроциттерде болушу болжол менен 12 эсе жогору. Концентрациянын айырмасы катары көрсөтүлгөн мындай градиент натрий молекулаларынын кан плазмасынан кызыл кан клеткаларына өтүшүн камсыз кылган кыймылдаткыч күчтү түзө алат.
Клетка мембранасы бул заттын иондору үчүн төмөн өткөрүмдүүлүк менен мүнөздөлгөндүктөн, мындай өтүүнүн ылдамдыгы өтө төмөн экендигин белгилей кетүү керек. Бул мембрана калий иондоруна салыштырмалуу бир топ чоң өткөрүмдүүлүккө ээ. Клеткадагы метаболизмдин энергиясы жөнөкөй диффузия процессин аяктоо үчүн колдонулбайт.
Диффузия ылдамдыгы
Заттардын мембрана аркылуу активдүү жана пассивдүү ташылышы диффузия ылдамдыгы менен мүнөздөлөт. Аны Fick теңдемеси аркылуу сүрөттөөгө болот: dm/dt=-kSΔC/x.
Мында дм/дт – бир убакыт бирдигинде диффузиялануучу заттын өлчөмү, ал эми k – диффузиялык зат үчүн биомембрананын өткөрүмдүүлүгүн мүнөздөгөн диффузия процессинин коэффициенти. S диффузия болгон аймакка барабар, ал эми ΔC айырманы билдиретбиологиялык мембрананын ар кайсы тарабындагы заттардын концентрациясы, ал эми x диффузия чекиттеринин ортосундагы аралыкты мүнөздөйт.
Албетте, концентрациялардын градиенттери жана электр талаасы боюнча бир эле убакта диффузияланган заттар мембрана аркылуу эң оңой жылышат. Заттын мембрана аркылуу диффузиясынын маанилүү шарты болуп мембрананын өзүнүн физикалык касиеттери, анын ар бир конкреттүү зат үчүн өткөргүчтүгү саналат.
Мембрананын кош катмары гидрофобдук касиетке ээ фосфолипиддердин углеводороддук радикалдарынан түзүлгөндүктөн, ал аркылуу гидрофобдук мүнөздөгү заттар оңой тарайт. Атап айтканда, бул калкан жана стероиддик гормондор сыяктуу липиддерде оңой эрүүчү заттарга, ошондой эле кээ бир наркотикалык заттарга тиешелүү.
Минерал иондору жана табияты боюнча гидрофильдүү төмөн молекулалуу заттар канал түзүүчү белок молекулаларынан пайда болгон пассивдүү мембраналык иондук каналдар аркылуу, кээде клетка мембранасында пайда болгон фосфолипиддердин молекулаларынын мембраналык таңгактоо кемчиликтери аркылуу диффузияланат. термикалык термелүүнүн натыйжасы.
Мембрана аркылуу пассивдүү ташуу - бул абдан кызыктуу процесс. Эгерде шарттар нормалдуу болсо, анда алар полярдуу эмес жана кичине өлчөмдө болсо гана эки катмарлуу мембранадан олуттуу өлчөмдөгү зат өтө алат. Болбосо, которуу ташуучу белоктор аркылуу ишке ашат. Окшош процесстер камтылганалып жүрүүчү протеин диффузия эмес, заттын мембрана аркылуу ташылышы деп аталат.
Жеңилдетилген диффузия
Жеңилдетилген диффузия, жөнөкөй диффузия сыяктуу, заттын концентрация градиенти боюнча жүрөт. Негизги айырмасы затты өткөрүү процессине ташуучу деп аталган атайын белок молекуласы катышат.
Жеңилдетилген диффузия – алып жүрүүчүнү колдонуу менен концентрация градиенти боюнча ишке ашырылуучу биомембраналар аркылуу заттын молекулаларынын пассивдүү өткөрүлүшүнүн бир түрү.
Белок абалын которуу
Жүк ташуучу белок эки конформациялык абалда болушу мүмкүн. Мисалы, А абалында бул протеин өзү алып жүрүүчү затка жакындыкка ээ болушу мүмкүн, анын зат менен байланышуу жерлери ичке бурулат, мунун аркасында мембрананын бир тарабында ачык тешик пайда болот.
Белок өткөрүлүп берилген зат менен байланышкандан кийин анын конформациясы өзгөрүп, В абалына өтөт. Бул трансформация менен алып жүрүүчү затка болгон жакындыгын жоготот. Ташуучу менен байланыштан, ал бошотулуп, мембрананын башка тарабындагы тешикчеге өтөт. Зат которулгандан кийин, ташуучу белок кайрадан конформациясын өзгөртүп, A абалына келет. Заттын мембрана аркылуу өтүшү унипорт деп аталат.
Жеңилдетилген диффузиянын ылдамдыгы
Глюкоза сыяктуу кичинекей молекулалуу заттарды ташууга болотжеңилдетилген диффузия аркылуу мембрана. Мындай ташуу кандан мээге, интерстициалдык мейкиндиктерден клеткаларга болушу мүмкүн. Диффузиянын мындай түрү менен заттын өтүү ылдамдыгы канал аркылуу бир секунданын ичинде 108 бөлүкчөсүнө чейин жетиши мүмкүн.
Билгенибиздей, жөнөкөй диффузияда заттардын активдүү жана пассивдүү ташуу ылдамдыгы мембрананын эки жагындагы заттын концентрацияларынын айырмасына пропорционалдуу. Жеңилдетилген диффузияда бул ылдамдык белгилүү бир максималдуу мааниге чейин заттын концентрациясынын жогорулаган айырмасына пропорционалдуу өсөт. Бул мааниден жогору, мембрананын ар кайсы тарабындагы концентрациялардын айырмасы көбөйө берсе дагы, ылдамдык жогорулабайт. Жеңилдетилген диффузия процессинде мындай максималдуу ылдамдык чекитине жетишүүнү максималдуу ылдамдык трансфер процессине бардык жеткиликтүү ташуучу белоктордун катышуусун билдире тургандыгы менен түшүндүрүүгө болот.
Мембраналар аркылуу активдүү жана пассивдүү ташуу дагы кандай түшүнүктү камтыйт?
Алмашуу диффузиясы
Зат молекулаларын клетка мембранасы аркылуу ташуунун бул түрү биологиялык мембрананын ар кайсы тарабында жайгашкан бир эле заттын молекулаларынын алмашууга катышуусу менен мүнөздөлөт. Белгилей кетчү нерсе, заттардын мындай ташылышында мембрананын эки тарабындагы молекулалардын концентрациясы такыр өзгөрбөйт.
Алмашуу диффузиясынын бир түрү
Алмашуу диффузиясынын түрлөрүнүн бири – бул алмашуубир заттын молекуласы башка заттын эки же андан көп молекуласына алмашылган. Мисалы, жүрөктүн жыйрылуучу миоциттеринен бронхтордун жылмакай булчуң клеткаларынан жана тамырлардан оң кальций иондорун алып чыгуунун жолдорунун бири бул алардын клетканын сыртында жайгашкан натрий иондору менен алмашуусу. Бул учурда бир натрий иону үч кальций ионуна алмаштырылат. Ошентип, өз ара көз каранды болгон мембрана аркылуу натрий менен кальцийдин кыймылы болот. Клетка мембранасы аркылуу пассивдүү транспорттун мындай түрү антипорт деп аталат. Мына ушундай жол менен клетка ашыкча болгон кальций иондорунан арыла алат. Бул процесс миоциттердин жана кардиомиоциттердин жылмакай эс алуусу үчүн зарыл.
Бул макалада мембрана аркылуу заттардын активдүү жана пассивдүү ташылышы каралат.
