Ce este transportul pasiv? mișcarea transmembranară a diferiților compuși cu masă moleculară, componente celulare, particule sub-moleculare, care nu sunt capabile să penetreze prin canalele din membrana este realizată prin intermediul unor mecanisme speciale, de exemplu, prin fagocitoză, pinocitoză, transferul exocitoza prin spațiul intercelular. Adică, mișcarea substanțelor prin membrană poate apărea prin diferite mecanisme, care sunt împărțite în funcție de caracteristicile participării la ele a unor vectori specifici, precum și de costurile energiei. Oamenii de stiinta subdivizeaza transportul de substante in activ si pasiv.
Moduri de bază de transport
Transportul pasiv este transferul materiei printr-o membrană biologică de-a lungul unui gradient (osmotic, concentrație, hidrodinamică etc.) care nu necesită consum de energie.
Transportul activ este transferul de materie printr-o membrană biologică împotriva unui gradient. În același timp, energia este consumată. Aproximativ 30-40% din energia generată ca urmare a reacției metabolice din corpul uman este cheltuită pentru transportul activ de substanțe. Dacă luăm în considerare funcționarea rinichilor umani, atunci aproximativ 70 - 80% din consumul de oxigen este cheltuit pe transportul activ.
Transportul pasiv de substanțe
implică transferul diferitelor substanțe prin membrane biologice de-a lungul unei varietăți de gradienți. Astfel de gradienti pot fi:
- gradient de potențial electrochimic;
- gradientul de concentrație al substanței;
- gradientul câmpului electric;
- gradient de presiune osmotică și altele.
Procesul de implementare a transportului pasiv nu necesită costuri energetice. Se poate produce cu ajutorul difuziei ușoare și simple. După cum știm, difuzia este o deplasare haotică a moleculelor de materie în diferite medii, care se datorează energiei vibrațiilor termice ale materiei.
Dacă particula de materie este neutră din punct de vedere electric, direcția în care va avea loc difuzia este determinată de diferența de concentrație a substanțelor conținute în mediu care sunt separate de membrană. De exemplu, între compartimentele celulei, în interiorul celulei și în afara ei. Dacă particulele de materie, ionii săi au o încărcătură electrică, difuziunea va depinde nu numai de diferența de concentrație, ci și de sarcina substanței, de prezența și semnele de încărcare pe ambele părți ale membranei. Amplitudinea gradientului electrochimic este determinată de suma algebrică a gradientelor electrice și de concentrație ale membranei.
Ce asigură transportul prin membrană?
Trebuie remarcat faptul că rata unei astfel de tranziții este foarte scăzută datorită faptului că membrana celulară este caracterizată de o permeabilitate scăzută pentru ionii acestei substanțe. O mai mare permeabilitate, această membrană are împotriva ionilor de potasiu. Energia metabolismului celular nu este utilizată pentru a efectua procesul de difuzie simplă.
Rata difuziei
Transportul activ și pasiv al substanțelor prin membrană se caracterizează prin rata de difuzie. Se poate descrie folosind ecuația Fick: dm / dt = -kSδC / x.
În acest caz, dm / dt este cantitatea de substanță care difuzează pe unitatea de timp, iar k este coeficientul de difuzie, care descrie permeabilitatea biomembrane pentru substanța difuzând. S este egal cu aria în care are loc difuzia și δC exprimă diferența de concentrație a substanțelor din diferite părți ale membranei biologice, în timp ce x caracterizează distanța care există între punctele de difuzie.
Este evident că prin membrană acele substanțe care difuzează simultan de-a lungul gradientelor de concentrații și câmpuri electrice se vor mișca foarte ușor. O condiție importantă pentru difuzarea materiei prin membrană sunt proprietățile fizice ale membranei însăși, permeabilitatea acesteia pentru fiecare substanță particulară.
Datorită faptului că bariera membranei este formată din radicali de hidrocarburi cu fosfolipide cu proprietăți hidrofobe, substanțe de natură hidrofobă difuzează ușor prin aceasta. În special, aceasta se referă la substanțe care se dizolvă rapid în lipide, de exemplu, hormoni tiroidieni și steroizi, precum și anumite substanțe de natură narcotică.
Ionii minerale și substanțe cu greutate moleculară mică având caracter hidrofil, difuz prin canalele ionice cu membrană pasive, care sunt formate din molecule proteice channelization, și uneori prin molecule fosfolipidice defectelor de stivuire cu membrană care apar în membrana celulelor ca urmare a fluctuațiilor termice.
Transportul pasiv prin membrană este un proces foarte interesant. Dacă condițiile sunt normale, cantități semnificative de substanță pot pătrunde în membrana bistratificată numai dacă sunt nepolare și au o dimensiune mică. Altfel, transferul are loc prin intermediul proteinelor transportoare. Astfel de procese care implică proteina purtătoare sunt numite nu difuzia, ci transportul materiei prin membrană.
Difuzarea luminii
Difuzia de lumină, ca difuzia simplă, are loc de-a lungul gradientului concentrației de materie. Principala diferență este că o moleculă de proteine specială, numită purtătoare, participă la procesul de transfer de substanțe.
Difuzia de lumină este un fel de transport pasiv de molecule de materie prin intermediul biomemembrelor, realizat pe un gradient de concentrare prin intermediul unui purtător.
Se afirmă proteinele purtătoare
Proteina transportoare poate fi în două stări conformaționale. De exemplu, în starea A, o anumită proteină poate avea o afinitate pentru substanța pe care o poartă, situsurile de legare cu materia sunt expandate spre interior, formând astfel un pori deschis la o parte a membranei.
După ce proteina se leagă de substanța transferată, se schimbă conformația acesteia și are loc trecerea acesteia la starea B. Cu o astfel de transformare, afinitatea pentru purtător se pierde odată cu substanța. Din cauza legăturii cu suportul, acesta este eliberat și se mișcă în porii deja de cealaltă parte a membranei. După ce substanța este transferată, proteina transportoare își modifică din nou conformația, revenind la starea A. Un transport similar al materiei prin membrană se numește uniport.
Viteză cu difuzie de lumină
Substanțele moleculare slabe, cum ar fi glucoza, pot fi transportate prin membrană prin difuzie facilă. Un astfel de transport poate să apară de la sânge la creier, la celule din spațiile interstițiale. Rata de transport a materiei cu acest tip de difuzie este capabilă să ajungă până la 10 8 particule prin canal într-o secundă.
După cum știm deja, viteza de transport activ și pasiv de substanțe cu difuzie simplă este proporțională cu diferența de concentrație a substanței de pe ambele părți ale membranei. În cazul difuzării ușoare, această viteză crește proporțional cu diferența crescătoare a concentrației substanței la o anumită valoare maximă. Deasupra acestei valori, viteza nu crește, chiar dacă diferența de concentrație din diferitele părți ale membranei continuă să crească. Realizarea unui astfel de punct de viteză maxim în procesul de difuzie facilitat poate fi explicată prin faptul că viteza maximă implică implicarea tuturor proteinelor purtătoare disponibile în procesul de transport.
Ce concept include în continuare transportul activ și pasiv prin membrane?
Schimbarea difuziei
Un tip similar de transport al moleculelor de materie prin membrana celulară se caracterizează prin faptul că moleculele aceleiași substanțe care sunt pe diferite părți ale membranei biologice participă la schimb. Trebuie remarcat faptul că, prin acest transport de substanțe, concentrația de molecule de pe ambele părți ale membranei nu se modifică deloc.
Tipul difuziei de schimb
Una dintre varietățile de difuzie de schimb este schimbul, în care molecula unei substanțe se transformă în două sau mai multe molecule dintr-o substanță diferită. De exemplu, una dintre modalitățile prin care îndepărtează ionii de calciu din pozitiv celulele musculare netede ale bronhiilor si a vaselor de miocitelor cardiace contractile - un schimb de ioni de sodiu, dispuse în afara celulei. Un ion de sodiu în acest caz este schimbat pentru trei ioni de calciu. Astfel, sodiul și calciul se deplasează prin membrană, care este interdependentă în natură. Acest tip de transport pasiv prin membrana celulară este numit antiport. În acest fel, celula este capabilă să elibereze ioni de calciu, care sunt în abundență. Acest proces este necesar pentru relaxarea miocitului și a cardiomiocitelor netede.
În acest articol, a fost luată în considerare transportul activ și pasiv al substanțelor prin membrană.
Articole similare
-
Caracteristicile transportului de hârtie și produse din hârtie - transport și transport de marfă
-
Membrană planter standard de eco styling, preț, descriere, livrare
Trimiteți-le prietenilor: