Трансмембранный транспорт

Избирательная проницаемость осуществляется при помощи пассивного транспорта, облегчённой диффузии и активного транспорта.

Пассивный транспорт

Пассивный транспорт (пассивная диффузия) — движение небольших неполярных и полярных молекул в обоих направлениях по градиенту концентрации (разность химического потенциала) или по электрохимическому градиенту (транспорт заряженных веществ — электролитов) осуществляется без затрат энергии и характеризуется низкой специфичностью. Простую диффузию описывает закон Фика (Фик Рудольф (Fick R), немецкий физиолог. В 1870 г. разработал принцип определения минутного объёма кровотока, основанный на определении количества кислорода, поглощаемого организмом за единицу времени, и сравнении содержания кислорода в артериальной и венозной крови.). Пример пассивного транспорта — пассивная (простая) диффузия газов при дыхании.

Концентрационный градиент. Определяющий фактор диффузии газов — их парциальное давление (например, парциальное давление кислорода — Po₂ и парциальное давление диоксида углерода — PCO₂). Другими словами, при простой диффузии поток незаряженного вещества (например, газов, стероидных гормонов, анестетиков) через липидный бислой прямо пропорционален разности концентрации этого вещества по обе стороны мембраны (рис. 2–3).

Закон Фика. Диффузия незаряженных веществ (J_x) через мембрану может быть описана упрощенной формулировкой закона Фика:

Уравнение 2–1

J_Х = P_Х ([ X ] _С — [ X ] _В),

где J_x — однонаправленный поток вещества X через мембрану (моль/(см²с), P_Х — коэффициент диффузии для вещества X, [X_в] — концентрация вещества в цитозоле, [X_с] — концентрация вещества снаружи клетки.

Значение P_Х (коэффициент диффузии) учитывает растворимость вещества X в липидах, скорость его проникновения через липидный бислой и толщину мембраны.

Коэффициент диффузии (P_Х) пропорционален скорости перемещения диффундирующей молекулы в среде (чем больше молекула и вязкость среды, тем меньше значение P_Х). Расчёт P_Х выполняют в соответствии с уравнением Стокса‑Эйнштейна: