Свободная диффузия жирорастворимых веществ
Установлено, что вещества тем легче проникают в клетку, чем выше их растворимость в липидах, а она высока у неполярных (гидрофобных) веществ. Липофильные соединения проходят через БМ, растворяясь в ее липидах и двигаясь по законам фиффузии в вязкой среде. Такой транспорт зависит от величины и формы транспортируемого вещества (молекулы), а также, от вязкости БМ. Скорость трансмембрального переноса в жирорастворимых веществах, имеет сильную зависимость от температуры. Определив зависимость мембранной проницаемости для тех или иных веществ от температуры, можно определить энергию активации их транспорта через БМ. Экспериментально удалось установить, что величины энергии активации для этиленгликоля составляют примерно 60 кДж/моль, для глицерина - примерно 77 кДж/моль. Эти значения близко совпадают с энергией дегидратации этих спиртов, что в свою очередь позволило предположить то, что прежде, чем войти в липидный слой БМ, молекулы не электролитов подвергаются дегидратации. Только после освобождения от водной оболочки они внедряются в жидкокристаллическую структуру БМ и диффундируют в ней.
Молекулярные компоненты клеточной мембраны непрерывно перемещаются в пределах своего слоя (латеральная миграция), задерживаясь на одном месте 
с. Поэтому существует мгновение, когда свободное место оказывается еще незанятым другими компонентами молекулярных мембран. Молекулы переносимого вещества могут занять это место под действием градиентов. Разумеется, такое вторжение в жидкокристаллическую структуру БМ возможно только в том случае, если размеры диффундирующей молекулы укладываются в геометрические размеры вакантного узла (ячейки). Если же размеры диффундирующих молекул соответствуют двум диаметрам ячейки, то, для продвижения на один шаг, такая молекула должна выждать момент, когда одновременно станут свободными две соседние ячейки, смежные с тем местом, где находится переносимая молекула. Это событие также вероятно в БМ. Еще меньшую, но реальную вероятность имеет одновременное образование смежных по соседству трех вакансий.
|
|
|
Следовательно, чем крупнее частицы (молекулы) проникающего через мембрану вещества, тем меньше вероятность их проникновения сквозь БМ, при прочих равных условиях. Это, прежде всего, отражается на скорости трансмембранного переноса вещества. Так, крупные молекулы дольше ждут того момента, когда смогут продвинуться на один шаг. Показателем скорости перемещения веществ через БМ, может служить коэффициент диффузии данного вещества в БМ. Частицы диффундирующего вещества перемещаются в БМ скачками от одного вакантного места к другому, при этом, каждый раз выжидая образования вакантного узла. Такой механизм называется прыжковым.
|
|
|
Транспорт с участием переносчиков
Гидрофильные вещества практически не перемещаются в БМ за счет процессов свободной диффузии. Транспорт многих гидрофильных веществ (моносахаридов, аминокислот, некоторых ионов) обеспечивают подвижные переносчики. В частности, пептид, имеющий циклическую структуру и находящийся в БМ, способен селективно переносить ионы. Облегчение трансмембранного переноса обусловлено тем, что вещество (например, глюкоза) преодолевает плазмолемму не путем свободной диффузии через липидный бислой, а при помощи переносчика. В этой связи, движение глюкозы сквозь мембрану эритроцита происходит быстрее, чем можно было бы ожидать при ее свободной диффузии в мембранных липидах. В плазматической мембране обнаружено несколько десятков транспортных белков, каждый из которых переносит только определенное вещество. Переносчики в БМ могут работать, используя различные виды перемещения:
миграционный;
ротационный;
сдвиговый.
Среди мигрирующих переносчиков можно выделить две разновидности. Одни транспортеры мигрируют внутри мембран и взаимодействуют с переносимым веществом только на ее поверхности; этот механизм транспорта называют малой "каруселью". Другие мигрирующие переносчики способны покидать БМ и выходить в примембранное пространство в поисках транспортируемого вещества. Поиск направляется действием электростатических сил или химическим взаимодействием. Вместе с переносимым веществом, транспортер второго типа возвращается в БМ, проходит ее насквозь, выходит в противоположное пространство, оставляя там переносимое вещество. Такой механизм называется большой "каруселью". Тип "карусели" зависит от поверхности активных свойств и растворимости самого переносчика. Как правило, по механизму малой "карусели" работают транспортеры, плохо растворимые в воде и являющиеся ПАВ. Схематически работу малой "карусели" можно представить так:
|
|
|
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 297; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!