79.Активный транспорт молекул и ионов через биомембраны, его характеристика, свойства и функции.

Активный транспорт. Перенос вещества против концентрационного градиента (из места с меньшим ц в место с большим µ). При этом происходит возрастание свободной энергии>процесс самопроизвольно протекать не может, необходима затрата Е.

Е может быть:

1. макроэргические связи АТФ.

2. ЕОВР реакций

3. Градиент концентрации иона, который при вторичном активном транспорте (симпорте), переносится через мембрану

Например, в сторону увеличения электрохимического потенциала осуществляется трансмембранный перенос ионов натрия. Если энергия, необходимая для осуществления активного транспорта, берется за счет гидролиза АТФ или окислительно-восстановительных реакций, то такой транспорт называется первично-активным; если — за счет градиента концентраций других ионов, то — вторично-активным или сопряженным.

Активный транспорт:1. Первичный.

В его синтез входят 3 насоса, переносящие ионы против градиента концентрации при помощи энергии АТФ.

К данному типу относятся Na+/K+ АТФ-аза. Переносит 3 иона Na из клетки во внешнюю среду, параллельно переносится в клетку 2 иона К+.

Са2+ -АТФ-аза. При гидролизе 1 молекулы АТФ переносится 2 иона Са2+ из клетки во внешнюю среду.

Н+ АТФ-аза. При гидролизе 1 молекулы АТФ из клетки выносится 2 иона Н+. Внешняя часть мембраны заряжена положительно (+), внутренняя - отрицательно(-).

Создание различных типов градиентов:

1. концентрационный (избыток концентрации с внешней стороны мембраны).

2. электрический потенциал.

3. давление.

Существование активного транспорта доказал Уесинг.

В состоянии равновесия при наличии активного транспорта. Уравнение Уссинга-Теорелла.

Jm(вн)\Jm(нар)=Cн\Свв*е^ZE??\RT

Показывает действие активного первичного транспорта.

Основные особенности первично активного транспорта:

1. Осуществляется против концентрационного градиента.

2. Система первичного транспорта в высшей степени специфична (Na система не перекачивает другие ионы).

3. Для его обеспечения необходима АТФ или другие источники энергии (метаболические яды блокируют насос).

4. Обменивает один вид ионов на другой (К-Na насос).

5. Многие виды ионных насосов выполняют электрическую работу, перенося заряды через мембрану (реогенный насос – это насос, при работе которого создается электрический ток).

6. Активный транспорт с помощью ионных насосов избирательно подавляется блокирующими агентами. (Существуют специфические вещества, которые блокируют данный насос, например, убаин – сердечный гликозид. Это вещество конкурентно блокирует участки, связывающие ионы К+.)

7. Энергия, необходимая для первично активного транспорта, высвобождается при гидролизе АТФ ферментами, расположенными в мембране

Активность ферментов зависит от концентрации ионов.

2. Вторичный активный транспорт.

Движущей силой является градиент концентрации ионов (унипорт, симпорт, антипорт), энергия ОВР. В переносе участвуют различные переносчики (одно-, двуместные>два центра связывания)

унипорт - переносчик с 1 центром связывания с ионом. Идёт закачка против концентрационного градиента в одном направлении. Движущая сила - энергия ОВР, транспортируются аминокислоты и некоторые другие соединения.

тип: антипорт - молекулярный переносчик с 2 центрами связывания для ионов. Движущая сила - градиент концентрации для одного из ионов. 1 - закачка по градиенту, 2 - против градиента.

тип: симпорт - участвуют переносчики с 2 активными центрами для 2 разных ионов. Движение К+ и А- идёт в одном направлении. Движущей силой является концентрационный градиент одного из ионов. Так при симпорте с Н+ транспортируются отрицательно заряженные аминокислоты, жирные кислоты, спирты и некоторые другие соединения.