Транспорт пассивный и активный: Мембранный транспорт

Содержание

Б. Пассивный и активный транспорт / Биохимия

Простейшей формой транспорта через биомембраны является свободная диффузия (облегчённая диффузия). Она часто облегчается определёнными мембранными белками, которые можно разделить на две группы:

1. Канальные белки образуют в биомембранах заполненные водой поры, проницаемые для определённых ионов. Например, имеются специфические ионные каналы для ионов Na⁺, K⁺, Ca²⁺ и Cl^— (см. Потенциал покоя и потенциал действия).

2. В отличие от ионных каналов транспортные белки избирательно связывают молекулы субстрата и за счёт конформационных изменений переносят их через мембрану. В этом отношении транспортные белки (белки-переносчики, пермеазы) похожи на ферменты. Единственное различие состоит в том, что они «катализируют» направленный транспорт, а не ферментативную реакцию. Они проявляют специфичность — иногда групповую — к субстратам, подлежащим переносу. Кроме того, для них характерны определённое сродство, выражаемое в виде константы диссоциации K_d и максимальная транспортная способность V (см. Фракционирование клеточных структур).

Свободная диффузия и транспортные процессы, обеспечиваемые ионными каналами и переносчиками, осуществляются по градиенту концентрации или градиенту электрического заряда (называемым вместе электрохимическим градиентом). Такие механизмы транспорта классифицируются как «пассивный транспорт». Например, по такому механизму в клетки поступает глюкоза из крови, где её концентрация гораздо выше.

В противоположность этому механизму активный транспорт идёт против градиента концентрации или заряда, поэтому активный транспорт требует притока дополнительной энергии, которая обычно обеспечивается за счёт гидролиза АТФ (см. Пищеварение: общие сведения). Некоторые транспортные процессы осуществляются за счёт гидролиза других макроэргических соединений, таких, например, как фосфоенол-пируват, или за счёт энергии света.

Активный перенос может сочетаться с другим, спонтанно идущим транспортным процессом (так называемый вторичный активный транспорт). Так, к примеру, происходит в эпителиальных клетках кишечника и почек, где глюкоза переносится против концентрационного градиента за счёт того, что одновременно с глюкозой из просвета кишечника и первичной мочи переносятся ионы Na⁺. Здесь движущей силой для транспорта глюкозы является градиент концентрации ионов Na⁺ (см. Реабсорбция электролитов и воды).

С помощью транспортных систем осуществляется регуляция объёма клеток, величины pH и ионного состава цитоплазмы. Благодаря транспортным системам клетки накапливают метаболиты, важные для обеспечения энергетического цикла и метаболических процессов, а также выводят в окружающую среду токсические вещества. Транспортные системы обеспечивают поддержание ионных градиентов, существенно важных для окислительного фосфорилирования и стимуляции мышечных и нервных клеток.

Статьи раздела «Транспортные процессы»:

— Следущая статья | — Вернуться в раздел

Разница между активным и пассивным транспортом — Разница Между

Главное отличие — активный против пассивного транспорта

Активный и пассивный транспорт — два метода, которые транспортируют молекулы через клеточную мембрану. Клеточная мембрана является многозадачной единицей, которая дает структуру клетке, защищая цитозольное содержимое от внеклеточной среды. Движение молекул в и из клетки определяется фосфолипидным бислоем, который поддерживает тонкий гомеостаз клетки. Фосфолипидный бислой является полупроницаемым, позволяя некоторым молекулам свободно проходить через мембрану через градиент концентрации, а некоторым молекулам использовать специальные структуры, чтобы проходить через мембрану, а другим — через мембрану, используя клеточную энергию. главное отличие между активным и пассивным транспортом является то, что

активные транспортные насосы молекулы против градиента концентрации, используя энергию АТФ в то время как пассивный транспорт позволяет молекулам проходить мембрану через градиент концентрации, не требуя клеточной энергии.

Эта статья смотрит на,

1. Что такое активный транспорт
— определение, типы, функции, как это работает
2. Что такое пассивный транспорт
— определение, типы, функции, как это работает
3. В чем разница между активным и пассивным транспортом

Что такое активный транспорт

Активный транспорт — это движение молекул через мембрану против градиента концентрации с помощью ферментов и использования клеточной энергии. Это необходимо для накопления молекул, таких как глюкоза, аминокислоты и ионы внутри клетки в высоких концентрациях. Можно выделить два типа активного транспорта: первичный активный транспорт и вторичный активный транспорт.

Основной активный транспорт

Во время первичного активного транспорта присутствие веществ во внеклеточной жидкости, которое требуется клетке, распознается специализированными трансмембранными белками на клеточной мембране, которые служат в качестве насосов для переноса молекул. Эти трансмембранные белки питаются от АТФ. Первичный активный транспорт наиболее очевиден в натриево-калиевом насосе (Na + / K + ATPase), который поддерживает потенциал покоя клетки. Энергия, выделяемая при гидролизе АТФ, используется для накачки трех ионов натрия из клетки и двух ионов калия в клетку. Здесь ионы натрия транспортируются от более низкой концентрации 10 мМ до более высокой концентрации 145 мМ. Ионы калия переносятся из концентрации 140 мМ внутри клетки до концентрации 5 мМ внеклеточной жидкости. Протонный / калиевый насос (H + / K + ATPase) находится в слизистой оболочке желудка, поддерживая кислую среду внутри желудка.

Омепразол является ингибитором протонно-калиевой помпы, снижая кислотный рефлюкс в желудке. Во время окислительного фосфорилирования и фотофосфорилирования цепи переноса электронов также используют первичный активный транспорт для создания восстановительной способности. Действие натриево-калиевой помпы показано на Рисунок 1.

Рисунок 1: натриево-калиевый насос

Вторичный активный транспорт

Вторичный активный транспорт питается от электрохимического градиента.Здесь каналы сделаны порообразующими белками. При вторичном активном транспорте наблюдается одновременное движение другого вещества против градиента концентрации. Следовательно, канальные белки, вовлеченные во вторичный активный транспорт, могут быть идентифицированы как котранспортеры. Существует два типа котранспортеров: антипортеры и сторонники. Конкретные ионы и растворенные вещества транспортируются антипортами в противоположных направлениях. Натриево-кальциевый обменник, который позволяет восстановить концентрацию ионов кальция в кардиомиоците после потенциала действия, является наиболее распространенным примером для антипортеров.

Ионы транспортируются через градиент концентрации, в то время как растворенное вещество транспортируется против градиента концентрации сторонниками. Здесь обе молекулы транспортируются в одном направлении через клеточную мембрану. SGLT2 является симпортером, который транспортирует глюкозу в клетку вместе с ионами натрия. Функция симпортера и антипортера показана в фигура 2.

Рисунок 2: Действие Symporter и Antiporter

Что такое пассивный транспорт

Пассивный транспорт — это движение молекул через мембрану через градиент концентрации без использования клеточной энергии движением. Он использует естественную энтропию для перемещения молекул из более высокой концентрации в более низкую концентрацию, пока концентрация не станет равной. Тогда не будет никакого чистого движения молекул в равновесии. Найдено четыре основных типа пассивного транспорта: осмос, простая диффузия, облегченная диффузия и фильтрация. Простое движение молекул через проницаемую мембрану называется простая диффузия, Небольшие неполярные молекулы используют простую диффузию. Расстояние диффузии должно быть меньше, чтобы поддерживать лучший поток. Пассивный транспорт через мембрану показан на рисунок 3.

Рисунок 3: Пассивный транспорт

В течение облегченная диффузияспециальные транспортные белки используются для направления движения полярных молекул и крупных ионов. Эти транспортные белки являются гликопротеинами и специфичны для конкретного белка. GLUT4 является транспортером глюкозы, который транспортирует глюкозу из кровотока в клетку. Это главным образом найдено в жировых и скелетных мышцах. Три типа транспортных белков участвуют в облегченной диффузии: канальные белки, аквапорины и белки-носители. Канальные белки сделать гидрофобные туннели через мембрану, позволяя выбранным гидрофобным молекулам проходить через мембрану. Немного канальные белки открыты все время, а некоторые — как белки ионных каналов. аквапоринов позвольте воде быстро пересечь мембрану. Белки-носители меняют свою форму, транспортируя молекулы-мишени через мембрану. Облегченная диффузия белками-носителями показана на фигуре 4.

Рисунок 4: Облегченная диффузия

фильтрование это движение растворенных веществ вместе с водой из-за гидростатического давления, создаваемого сердечно-сосудистой системой. Это происходит в капсуле Боумена в почках. осмос это движение воды через избирательно проницаемую мембрану. Это происходит от высокого водного потенциала к низкому водному потенциалу.

Разница между активным и пассивным транспортом

Определение

Активный транспорт: Активный транспорт прокачивает молекулы через клеточную мембрану против градиента концентрации.

Пассивный транспорт: Пассивный транспорт позволяет молекулам проходить клеточную мембрану через градиент концентрации.

Использование сотовой энергии

Активный транспорт: Активный транспорт использует клеточную энергию в форме АТФ.

Пассивный транспорт: Пассивный транспорт не требует клеточной энергии.

Типы транспорта

Активный транспорт: Эндоцитоз, экзоцитоз, секреция веществ в кровоток и натриево-калиевая помпа являются типами активного транспорта.

Пассивный транспорт: Диффузия, облегченная диффузия и осмос являются типами пассивного транспорта.

Роль

Активный транспорт: Активный транспорт позволяет молекулам проходить через клеточную мембрану, нарушая равновесие, установленное диффузией.

Пассивный транспорт: Динамическое равновесие воды, питательных веществ, газов и отходов поддерживается пассивным транспортом между цитозолем и внеклеточной средой.

Транспортировка частиц

Активный транспорт: Ионы, крупные белки, сложные сахара, а также клетки транспортируются активным транспортом.

Пассивный транспорт: Водорастворимые молекулы, такие как небольшие моносахариды, липиды, половые гормоны, углекислый газ, кислород и вода транспортируются пассивным транспортом.

значение

Активный транспорт: Активный транспорт необходим для входа в клетку крупных нерастворимых молекул.

Пассивный транспорт: Пассивный транспорт позволяет поддерживать деликатный гомеостаз между цитозолем и внеклеточной жидкостью.

Заключение

Активный и пассивный транспорт — это два метода транспортировки молекул через клеточную мембрану. Активный транспорт качает молекулы против градиента концентрации, используя клеточную энергию. В первичном активном транспорте в качестве энергии используется АТФ. Во вторичном активном транспорте электрохимический градиент используется для перемещения молекул через мембрану. Питательные вещества концентрируются в клетке с помощью активного транспорта. Пассивная диффузия позволяет небольшим неполярным молекулам перемещаться через мембрану. Это происходит только через градиент концентрации. Следовательно, энергия не используется процессом. Осмос и фильтрация также являются методами пассивной диффузии.

Однако основное различие между активным транспортом и пассивным транспортом заключается в их механизмах переноса молекул через мембрану.

Ссылка:
1. «Пассивный транспорт и активный транспорт через клеточную мембрану статьи (статьи)». Хан Академия. Н.п., н.д. Web. 03 мая 2017 г.
2. «Диффузионный и пассивный транспорт». Ханская академия. Н.п., н.д. Web. 03 мая 2017 г.

Изображение предоставлено:
1. «Схема натриево-калиевой помпы». LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal — собственная работа. Изображение переименовано из Image: Sodium-Potodium_pump.svg (Public Domain) через

ПАССИВНЫЙ ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ

Мы обсудим здесь транспорт веществ через плазматическую мембрану, отметив, что аналогичный характер носит и транспорт через мембраны клеточных органелл. Существует четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или выхода их из клетки наружу диффузия, осмос, активный транспорт и экзо- или эндоцитоз.

Два первых процесса носят пассивный характер, т. е. не требуют затрат энергии два последних — активные процессы, связанные с потреблением энергии. [c.186]
Транспорт вещества через биологические мембраны может осуществляться по нескольким механизмам — пассивная проницаемость, облегченный транспорт, активный транспорт и транспорт в объем. [c.327]

Транспорт веществ через биологические мембраны можно разделить на два основных типа пассивный и активный.

[c.33]

Пассивный транспорт. Под пассивным транспортом веществ через биологические мембраны подразумевается движение молекулы вещества в комплексе с переносчиком. Такой путь проникновения веществ через мембрану не требует затраты энергии, что и дало возможность назвать его пассивным. Для пассивного транспорта характерен эффект насыщения — по мере увеличения концентрации вещества скорость его трансмембранного движения достигает некоторого предела. Так как эффект насыщения очень четко наблюдается также в ферментативных реакциях, в связи с движением в мембране гипотетических переносчиков можно сравнить реакции типа

[c.44]

Одно из самых значительных достижений рентгеноструктурного анализа белков последних лет, которое не может не повлиять на дальнейшее развитие биологии и становление ее новой области -молекулярной биологии клетки, состоит в начавшейся расшифровке трехмерных структур первых мембранных белков. Перед обсуждением полученных здесь результатов целесообразно кратко сообщить о том, что было известно об этих белках до исследования их с помощью рентгеновской дифракции. Если основные структурные особенности биологических мембран определяются молекулами липидного бислоя, то специфические функции мембран выполняются главным образом белками. Они ответственны за процессы превращения энергии, выступают в качестве рецепторов и ферментов, образуют каналы активного и пассивного транспорта молекул и ионов различных веществ через мембраны, охраняют организм от проникновения чужеродных антигенов и стимулируют иммунный ответ клеточного типа.

В обычной плазматической мембране белок составляет около 50% ее массы. Однако в некоторых мембранах, например во внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов, его содержание поднимается до 75%, а в других, например миелиновой мембране, снижается до 25%. Многие мембранные белки пронизывают липидный бислой насквозь и контактируют с водной средой по обеим сторонам мембраны. Молекулы этих белков, называемых трансмембранными, как и окружающие их молекулы липидов, обладают амфипатическими свойствами, поскольку содержат гидрофобные участки, взаимодействующие внутри бислоя с гидрофобными хвостами липидов, и гидрофильные участки, обращенные к воде с обеих сторон мембраны. Другая группа мембранных белков соприкасается с водой только с одной стороны бислоя [234, 235]. Одни из них погружены только во внешний или во внутренний слой мембраны, другие ассоциированы за счет невалентных взаимодействий с трансмембранными белками, третьи прикреплены к мембране с помощью ковалентно связанных с ними цепей жирных кислот, внедренных в липидный слой.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

[c.56]

Биологические мембраны являются барьерами, которые отделяют содержимое клетки от внешней среды, они выполняют также роль разделительных перегородок между отдельными секциями клетки. Через мембраны происходит транспорт различных веществ и ионов, необходимых для жизнедеятельности клетки. Этот процесс носит избирательный характер. При этом различают пассивный перенос, когда поток веществ движется в соответствии с градиентом концентраций или электрохимических потенциалов, и активный транспорт веществ, осуществляемый за счет генерируемой в клетке энергии. [c.15]

Регуляция скорости поступления метаболитов в клетку. Лишь немногие вещества, подобно воде, свободно проникают мембраны посредством простой диффузии. На перенос веществ через мембрану влияют процессы двух типов. Концентрация многих растворимых метаболитов с низкой молекулярной массой выше в клетках, чем во внеклеточной крови или лимфе. Поэтому поступление таких метаболитов в клетки требует их переноса против концентрационного градиента. Активный транспорт, стало быть, представляет собой процесс с положительной ДС, для протекания которого требуется энергия в виде АТР. В других случаях перемещаемый материал движется внутрь по концентрационному градиенту, т. е. ДС отрицательна. Однако возможность такого пассивного транспорта обычно обусловлена специфическими механизмами мембраны (см. ниже). Эти транспортные системы не только обеспечивают постоянство внутриклеточного состава, но и принимают участие в процессах транспорта веществ через мембраны внутриклеточных органелл, например митохондрий (гл. 12). Ниже обсуждаются специфические аспекты транспортных процессов. [c.362]

Существует четыре основных механизма транспорта веществ, которые обеспечивают движение молекул в биологических жидкостях и через клеточные мембраны. Это диффузия, осмос, активный транспорт, экзоцитоз и эндоцитоз (рис. 26). Диффузия и осмос — пассивный транспорт, так как движение веществ осуществляется без использования энергии два последних механизма — активный транспорт, так как движение веществ осуществляется за счет энергии АТФ. [c.75]

Транспорт питательных веществ через мембраны клетки осуществляется различными путями в системах «жидкость-твердое тело» простой (пассивной) диффузией, облег- [c.266]

При пассивном переносе вещества Ki = К , так как энергия образования и распада комплекса одинакова у обеих поверхностей мембраны [ср. уравнение (1.6)1. В случае активного транспорта Ki ф (см. гл. 6). Если обозначить через с о общую концентрацию переносчика в мембране во всех его формах, то [c.138]

Прохождение веществ через мембраны может происходить по градиенту концентрации (пассивный транспорт) и против градиента концентрации (активный транспорт). [c.101]

Облегченная диффузия, осуществляемая с помощью каналов, не обладает высокой специфичностью (специфичность определяется лишь размерами канала), но протекает с большей скоростью, а процесс переноса не достигает насыщения в широком диапазоне концентраций переносимого вещества. Функционирование каналов в меньшей степени зависит от фазового состояния мембраны, чем функционирование переносчиков. Все эти примеры относятся к пассивному транспорту через мембрану. [c.304]

ЦПМ является основным барьером, обеспечивающим избирательное поступление в клетку и выход из нее разнообразных веществ и ионов Осуществляется это с помощью разных механизмов мембранного транспорта. Молекулы воды, некоторых газов (таких, как О2, Н2, N2) и углеводородов, концентрации которых во внешней среде выше, чем в клетке, проходят через ЦПМ внутрь клетки посредством пассивной диффузии. Движущей силой этого процесса служит градиент концентрации вещества по обе стороны мембраны. Основным соединением, поступающим в клетку и покидающим ее таким путем, является вода. Движение воды через мембрану, подчиняющееся законам пассивной диффузии, привело к выводу о существовании в мембране пор. Эти поры пока что не удалось увидеть в электронный микроскоп, но некоторые данные о них были получены косвенными методами. Расчетным путем установлено, что поры должны быть очень мелкими и занимать небольшую часть поверхности ЦПМ. Высказывается предположение, что они не являются стабильными структурными образованиями, а возникают в результате временных перестроек молекулярной организации мембраны. [c.43]

Перспективы развития мембранной технологии в большой мере связаны с надеждалП на воспромзведеннс и практическое использование свойств биологических мембран, важнейшим из которых является способность осуществлять селективный обмен молекулами различных веществ. Уже сейчас промышленность располагает значительным набором мембран с селективными свойствами. Однако разработка и использование селективных мембранных материалов сталкивается до сих пор со значительными трудностями. Это связано главным образом с тем, что механизмы проницаемости как биологических, так и многих искусственных мембран окончательно не выяснены и не существует общего подхода к их описанию. Создание универсальной математической модели, адекватно описывающей мембранный транспорт, осложняется разнообразием процессов переноса через мембраны. В биологических мембранах выделяется пассивный транспорт (обычная диффузия), активный транспорт (перенос вещества против градиента концентрации) и облегченная диффузия (перенос вещества по градиенту концентрации с аномально высокой скоростью). В формировании реального процесса переноса могут принимать участие все механизмы в различных соотношениях. Одной из характерных особенностей многих селективных мембран является аномальная зависимость потока переноса от градиента концентрации [30—32]. В силу специфических свойств мембран, больших трансмембранных градиентов и активного взаимодействия потока переноса со структурой мембраны наблюдаются значительные отклонения от закона Фика. При этом линейная зависимость потока переноса от градиента концентрации оказывается справедливой только для малых трансмембранных градиентов. Наблюдается замедление роста потока переноса или даже насыщение при больших значениях трансмембранного градиента. [c.123]

Принято различать активный транспорт через биологические мембраны, требующий специальных источников энергии и обычно совершаемый против электрического или концентрационного градиента, и пассивный транспорт, определяемый только разностью концентраций переносимого агента на противоположных сторонах мембраны нли направлением поля.

В обоих случаях, однако, должен существовать механизм селективного переноса данного вещества или иона, поскольку сама по себе липидная (липопротеиновая) мембрана для такого рода агентов практически непроницаема. [c.590]

Существует несколько форм транспорта веществ через митохондриальную мембрану. Прежде всего это пассивный транспорт незаряженных молекул, таких, как СО2, О2 и некоторые другие. Кроме того, в незаряженной форме через мембраны митохондрий проходят ионы аммония в виде аммиака и некоторые цвиттери-онные соединения, например цитруллин. Существуют специальные системы, обеспечивающие согласованный встречный транспорт анионов. Так, по-видимому, согласованно переносятся анионы НзРО и ОН» и ряд других пар анионов. Некоторые заряженные частицы предварительно превращаются в незаряженные молекулы, как это, например, имеет место при переносе ацильных остатков с помощью карнитина. Этот механизм избавляет митохондрии от необходимости транспортировать такие громоздкие заряженные молекулы, как ацильные производные кофермента А. [c.433]

Чтобы познакомиться с превращением химической энергии АТФ в осмотическую работу клеточных мембран, рассмотрим активный транспорт через мембрану [3, 8, 14]. Клеточная мембрана непроницаема для боль-щинства полярных молекул. Для клеток характерно наличие специфических систем переноса, обеспечивающих проникновение некоторых типов веществ через мембрану. Перемещение веществ через мембрану с помощью специальных систем называют опосредованным переносом. Как правило, вещества транспортируются через мембрану по градиенту концентрации (т. е. в сторону более низкой концентрации), это — пассивный перенос (например, перенос глюкозы в эритроцитах). Наиболее важен для клетки перенос против градиента концентрации, т. е. в направлении более высокой концентрации (активный перенос). Рассмотрим некоторые термодинамические основы активного переноса, а именно, какое количество энергии обеспечивает перенос растворенных веществ против градиента концентрации. [c.431]

Всякая живая клетка окружена мембраной, которая служит для защиты и регуляции внутриклеточной среды. Вещества проходят через мембраны по двум основным механизмам путем обычной диффузии (пассивный транспорт) и энергетически активированного переноса (активный транспорт). [c.64]

Различают активный и пассивный перенос (транспорт) нейтральных молекул и ионов через биомембраны. Активный транспорт происходит при затрате химической энергии за счет гидролиза АТФ или переноса электрона по дыхательной цепи митохондрий. Пассивный транспорт не связан с затратой клеткой химической энергии он осуществляется в результате диффузии веществ в сторону меньшего электрохимического потенциала (рис. 48). Примером активного транспорта может служить перенос ионов калия и натрия через цитоплазматические мембраны (К» — внутрь клетки, а Ыа» — из нее), перенос кальция через мембраны саркоплазматического ретикулума скелетных и сердечной мышц внутрь пузырьков ретикулума, перенос ионов водорода через мембраны митохондрий из матрикса наружу. Все эти процессы происходят за счет энергии гидролиза АТФ и осуществляются особыми ферментами — транспортными АТФ-азами (рис. 49). Наиболее известный пример пассивного транспорта — это движение ионов натрия и калия через цитоплазматическую мембрану нервных волокон при распространении потенциала действия. Впрочем, и в покоящейся клетке существует утечка ионов через мембраны, обусловленная их проницаемостью проницаемость обычно возрастает при патологии. [c.122]

Жёлчные кислоты способствуют эмульгированию липофильных веществ, всасывание которых осуществляется главным образом посредством быстрой пассивной диффузии через липофильные мембраны. Скорость поступления в системный кровоток при этом в значительной степени зависит от кровоснабжения кишечника в зоне всасывания. Гидрофильные ЛС самостоятельно растворяются в кишечном соке, но их абсорбция путём пассивной диффузии через мембраны происходит медленно. Некоторые гидрофильные ЛС всасываются с помощью активного транспорта. [c.8]

До сих пор мы говорили лишь об одном возможном механизме ионного транспорта, опосредованного переносчиками. Необходимо, однако, помнить о том, что суш,ествуют и многие другие способы переноса веш,еств через мембрану. На рис. 6.11 приведены некоторые важнейшие виды транспортных механизмов, обнаруженные в биологических мембранах. В левой части рисунка изображены простейшие способы переноса — пассивная диффузия ионов (1) и массовый поток жидкости (2). Далее следует пассивная диффузия, опосредованная переносчиком,— либо в одном направлении (3), либо в обоих (4). Весьма распространена такая пассивная диффузия, при которой перенос какого-либо вещества сопряжен с транспортом другого вещества так, во многих клетках осуществляется сопряженный перенос сахаров и аминокислот с Ма+ по градиенту концентрации этого иона (5). Наконец, существуют такие системы транспорта, для работы которых требуется энергия. К ним относятся насосы того типа, который мы только что рассмотрели (6) (источником энергии для работы таких насосов служат макроэргические фосфаты), и протонный насос (7), действующий во внутренней мембране митохондрий (см. гл. 4). Поставщиками энергии для работы протонного насоса служат дыхательные ферменты. Все эти механизмы действуют в биологических мембранах, но, кроме того, некоторые из них были воспроизведены и на искусственных мембранах, составленных из различных органических веществ. Это обстоятельство, открывающее широкие возможности для экспериментального анализа, свидетельствует о том, что особенности процессов переноса в значительной степени определяются свойствами органических молекул и макромолекулярных комплексов, образующих монослои или очень тонкие мембраны. [c.146]

Однако применительно к живым биологическим объектам вряд ли можно говорить лишь о пассивной (простой) диффузии кислорода. На разных этапах транспорта кислорода в организме можно встретить многочисленные примеры облегченной диффузии. Следует отметить, что диффузионный перенос кислорода через биологические мембраны изучен хуже по сравнению с другими веществами. Тем не менее можно привести примеры диффузии растворенного кислорода через поры гистогематических мембран (мочевой пузырь жабы) и через каналы в клеточной мембране [564, 9]. Возможен перенос кислорода с плазмой через капиллярную стенку за счет гидростатического давления [369]. Хорошо известны роль межклеточной жидкости в транспорте растворенных в ней веществ к клеткам, а также движение гиалоплазмы, ускоряющей не менее чем на порядок поступление кислорода к удаленным от клеточной мембраны частям клетки с низким рОг сравнительно с простой диффузией. Такие потоки показаны не только для крупных растительных клеток [25, 184], но и для клеток млекопитающих [24, 521]. [c.15]

Цитоз — уникальный способ поглощения клеткой крупных веществ и частиц и их выделения с помощью изменения структуры, формы и размеров плазмалеммы (клеточной мембраны). Этот способ отличен от диффузии, пассивного и активного транспорта индивидуальных низкомолекулярных веществ через мембраны. Во внеклеточной среде (в большинстве случаев в низкой концентрации) содержится масса веществ среди них строительный материал для клеток, питательные вещества, физиол гиче-ски активные соединения, отходы метаболизма, а также топлаз-. малеммы захватывает из среды нужные ей компоненть. Такой захват осуществляется при помощи эндоцитоза. [c.7]

Как модели, липосомы значительно ближе к биологическим мембранам, чем бислойные липидные пленки. Как и биологические мембраны, они предстввляют собой замкнутые системы, что делает их пригодными для изучения пассивного транспорта ионов и малых молекул через липидный бислой. В отличие от БЛМ, липосомы достаточно стабильны и не содержат органических растворителей. Состав липидов в липосомах можно произвольно варьировать и таким образом направленно изменять свойства мембраны. В настоящее время хорошо разработаны методы включения функционально-активных мембранных белков в липосомы. Такие искусственные белково-лнпидные структуры обычно называются протеолипо-сомами (рис. 310). Благодаря возможности реконструкции мембраны из ее основных компонентов удается моделировать ферментативные. транспортные и рецепторные функции клеточных мембран. В липосомы можно авести антигены, а также ковалентно присоединить антитела (рис. 311) и использовать их в иммунологических исследованиях. Они представляют собой удобную модель для изучения действия многих лекарственных веществ, витаминов, гормонов, антибиотиков и т. д. Как уже отмечалось, при образовании липосом водорастворимые вещества захватываются вместе с водой и попадают во внутреннее пространство липосом. Таким путем можно начинять липосомы различными веществами, включая [c.579]

Все каналообразующие белки и многие белки-переносчики позволяют растворенным веществам проходить через мембраны только пассивно ( с горки ). Этот процесс называется пассивным транспортом (или облегченной диффузией). Если молекула транспортируемого вещества не имеет заряда, то направление пассивного транспорта определяется только разностью концентраций этого вещества по обеим сторонам мембраны (градиентом концентрации). Однако если молекула заряжена, то на ее транспорт влияют как градиеш концентрации, так и разница электрических потенциалов на сторонах мембраны (мембранный потенциал). Вместе концентрационный и электрический градиенты составляют электрохимический градиент. Фактически в любой плазматической мембране есть градиент электрического поля. При этом внутренняя сторона мембраны обычно заряжена отрицательно по отнощению к наружной (см. разд. 6.4.15). Такой потенциал облегчает проникновение в клетку положительно заряженных ионов, но препятствует прохождению внутрь ионов, заряженных отрипательно. [c.382]

Действие лекарственного вещества представляет собой результат его взаимодействия с клет1ами соответствующих тканей того или иного органа и, в конечном счете, всего организма. Следовательно, первый этап транспорта молекул летарственного вещества с поверхности всасывания начинается с проникновения его через клеточную мембрану и может протекать путем пассивного транспорта. Вид переноса вещества в этом случае зависит от строения и свойств клеточной мембраны (рис. 7.3). [c.115]

Это заключение было проверено в модельных опытах, в которых транспорт модифицировали, влияя на метаболизм. Как видно из табл. 8.5, подавление метаболизма путем дезоксигена-ции, введения 2-дезоксиглюкозы или удаления субстратов во всех случаях приводило к существенному подавлению активного транспорта протонов и снижению хн со сравнительно слабым влиянием на ПДС. Только при введении в омывающий раствор 2,4-динитрофенола влияние на хн и ПДС было сопоставимым. Влияние этого вещества на ПДС, по-видимому, обусловлено усилением проницаемости мембран для протонов, что приводит к усилению пассивной утечки протонов в клетки через плазматические мембраны по пути, параллельному активному насосу. Такое объяснение подтверждается тем фактом, что 2,4-динитрофенол существенно снижает ПДС (на 12%) даже при введении его со стороны внешней поверхности в низкой концентрации (2-10 М), не влияющей на В соответствии [c.188]

Поскольку подобная диффузия не сопряжена с каким-либо энергозависимым транспортным механизмом, она может быть только пассивной. Вещества, транспортируемые через эпителий с помощью активных механизмов, перемещаются по клеточным путям при участии клеточной мембраны. Они должны пересечь клеточну1р мембрану дважды — входя в клетку с одной стороны и выходя — с другой. Для реализации активного транспорта в таком случае необходимо, чтобы часть клеточной мембраны, [c.48]

При всасывании происходит как пассивный, так и активный энергозависимый транспорт. Для переноса веществ в ЖКТ особое значение имеют большая площадь поверхности кишечника и влияние постоянного кровотока в слизистой оболочке на градиенты концентрации между просветом кишечника и кровью. Путем диффузии и осмоса через слизистую оболочку кишечника переносятся, в частности, вода, С1, а также такие вещества, как аскорбиновая кислота, пиридоксин и рибофлавин. Поскольку клеточные мембраны содержат большое количество липидов, для диффузии через мембрану вещества должны быть в какой-то степени жирорастворимыми. Согласно теории неионной диффузии, указанным путем переносятся главным образом недиссоциированные соли слабых кислот пли слабых оснований. Это необходимо учитывать при назначении лекарств, большая часть которых всасывается путем диффузии Для переноса какого-либо вещества в соответствии с уравнением Гендерсона — Гассельбаха особое значение имеет рК этого вещества и pH в просвете кишечника. [c.81]

Биомембраны. Пассивный и активный транспорт веществ

1. БИОМЕМБРАНЫ

3. Основные функции биомембран

Барьерная функция
Трансмембранный перенос ионов
Осмотическая функция
Структурная функция
Энергетическая функция
Биосинтетическая функция
Рецепторно-регуляторная
Участие в секреторных процессах

4. Различают пассивный и активный транспорт веществ.

5. Пассивный транспорт

фильтрация
осмос
диффузия
простая
облегченная
Осмос- это диффузия воды из мест с ее большей
концентрацией в места с меньшей концентрацией.
Простая диффузия — транспорт веществ в сторону
меньшей концентрации (по градиенту концентрации).
Может осуществляться через:
• Поры в липидном бислое
• Белковые поры
Облегченная диффузия происходит при участии молекул
переносчиков по градиенту концентрации
С подвижным переносчиком
С фиксированным переносчиком

7.

Трансмембранный транспорт мелких молекул • Хорошо растворимые в липидной фазе
мембраны неполярные вещества:
органические и жирные кислоты,
эфиры – легко проходят через
мембрану.
• Плохо проходят такие полярные
вещества как неорганические соли,
сахара, аминокислоты

8. Активный транспорт – транспорт веществ против градиента концентрации, протекающий с затратой энергии

За счет активного транспорта в организме создаются
• разности концентраций,
• разности электрических потенциалов
• разности давления
поддерживающие жизненные процессы. Активный транспорт
удерживает организм в неравновесном состоянии, т.к.
равновесие – смерть организма.
Существует 3 типа электрогенных ионных
насосов:
K+ — Na+ — АТФ-аза,
Са2+ — АТФ-аза,
Н+ — АТФ-аза.
Перенос ионов транспортными АТФазами происходит в следствии
сопряжения процессов переноса с
химическими реакциями за счет
энергии метаболизма клеток.

При работе K+ — Na+ — АТФ-азы за счет
энергии , освобождающиеся при
гидролизе молекулы АТФ, в клетку
переносится 2 иона K+ и одновременно
из клетки выкачивается 3 иона Na+.
Са2+ — АТФ-аза обеспечивает активный
перенос 2-х ионов Са2+ ,
а протонная помпа — Н+ — АТФ-аза – 2-х
протонов на одну молекулу АТФ.

10. Молекулярный механизм работы K+ — Na+ — АТФ-азы

1. Образование комплекса фермента с АТФ на внутренней поверхности
мембраны. Эта реакция активируется ионами Mg2+.
2. (А) Связывание комплексом 3-х ионов Na⁺
3. (Б) Фосфорилирование фермента. Реакция с участием АТФ, в результате
которой фосфатная группа (Р) присоединяется к ферменту, а АДФ
высвобождается.
4. (В) Фосфорилирование индуцирует изменение конформации фермента
(происходит переворот фермента внутри мембраны), что приводит к
высвобождению ионов Na⁺ за пределами клетки.

11. Молекулярный механизм работы K+ — Na+ — АТФ-азы

(Г) 2 иона K⁺ во внеклеточном пространстве связывается с
ферментом, который в этой форме более приспособлен для
соединения с ионами K ⁺, чем с ионами Na⁺.
6. (Д), обратный переворот ферментного комплекса с переносом
ионов K ⁺ внутрь клетки
7. (Е) Фосфатная группа отщепляется от фермента, вызывая
восстановление первоначальной формы, а ион K⁺ высвобождается в
цитоплазму.

12. ВТОРИЧНЫЙ АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ

• Накопление веществ сопряжено не с гидролизом АТФ, а с работой
окислительно-восстановительных ферментов или фотосинтезом.
Транспорт в этом случае опосредован мембранным потенциалом
(МП) и/ или градиентом концентрации ионов при наличии в
мембране специфических переносчиков.

13. СХЕМЫ ВТОРИЧНОГО АКТИВНОГО ТРАНСПОРТА

ТРАНСМЕМБРАННЫЙ ТРАНСПОРТ
КРУПНЫХ МОЛЕКУЛ
ВИДЫ ЭНДОЦИТОЗА

16. Транспорт сахаров

В эпителии кишечника и почечных
канальцев транспорт некоторых
сахаров является активным и
требует затрат энергии.

Выход сахаров из клеток в лимфу и
кровь протекает пассивно по
градиенту концентрации.

17. Пассивный транспорт сахаров

В эритроцитах, жировых, нервных,
мышечных клетках транспорт
сахаров является пассивным,
происходит по градиенту
концентрации и идет до тех пор
пока концентрация сахара в
клетке и среде не выровняется.

18. Стимуляторы транспорта сахаров

• Инсулин повышает скорость
проникновения сахаров, но только тех,
которые и без него проникают, но
только медленно.
Ингибиторы транспорта сахаров
Флоретин и флорицин
(гликозиды, содержащиеся в коре
яблони, груши или вишни) тормозят
транспорт всех проникающих сахаров;
снимают стимулирующий эффект
инсулина и ингибиторов обмена;
конкурируют с сахарами, блокируя их
переносчики.
Тиоловые яды (ртуть, свинец, мышьяк,
кадмий, сурьма)
и наркотики тормозят транспорт сахаров
(в основе не лежит конкуренция).

19. Транспорт воды

• Клетки содержат очень много воды (в растительных клетках – до
95%).
• Все клетки хорошо проницаемы для воды, скорость ее проникновения
значительно выше, чем других веществ, кроме газов.
• Наличие в клетках электрических зарядов (ионов), таких как K+, Nh5 +,
Rb+, Cs+, Cl-, I- повышает подвижность молекул воды. (отрицательная
гидратация).
• Ионы Na+, Li+, Са2+, Mg2+, Al 3+, OH-, F- обладают положительной
гидратацией
Механизм движения воды в основном представляет собой
пассивный перенос по осмотическому градиенту.

20. Транспорт минеральных ионов

• В клетке преобладают ионы К⁺,
Mg²+, Р, а в среде – ионов
Na²+,Cl.¯
• Внутри клетки минеральные
вещества распределяются между
цитоплазмой и органоидами
также неравномерно.
• Минеральные ионы быстрее
проникают в те клетки, которые
имеют более высокий уровень
метаболизма.
• Одновалентные анионы
проникают быстрее в клетку, чем
двухвалентные.

Na²+
К+,

21. Транспорт органических кислот

• Все аминокислоты проникают в клетки, особенно в быстро растущие.
Транспорт и аккумуляция аминокислот обеспечивается работой
специальных транспортных систем (вторичный активный транспорт по
типу симпорта).
• Аскорбиновая кислота хорошо проникает в клетки и может в них
накапливаться.
• Способность жирных кислот проникать в клетки растет с увеличением
количества атомов углерода в молекуле до 6. Увеличение сверх 6
приводит к снижению скорости проникновения в клетки.
Муравьиная С=1
Уксусная
С=2
Пропионовая С=3
Масляная
С=4
Валериановая С=5
Капроновая С=6
у
в
е
л
и
ч
е
н
и
е
Гептановая С=7
Каприловая С=8
снижение

22. Транспорт красителей

Витальные красители – органические
неэлектролиты. Органическая часть
молекулы, несущая хромофорную
группу, от которой зависит цвет окраски,
у основных красителей является
катионом, а у кислотных – анионом.

Кислотные красители плохо проникают в
клетки
Основные красители хорошо проникают
в клетки и накапливаются в них.
При возбуждении или повреждении
клетки окрашиваемость витальными
красителями повышается
Метастазы рака в костный мозг
Молодцы!

Primary Active Transport | Biology

5.11: Первичный активный транспорт

В отличие от пассивного транспорта, активный транспорт включает перемещение вещества через мембраны в направлении, противоположном его концентрации или электрохимическому градиенту. Существует два типа активного транспорта: первичный активный транспорт и вторичный активный транспорт. Первичный активный транспорт использует химическую энергию АТФ для работы белковых насосов, встроенных в клеточную мембрану. Используя энергию АТФ, насосы переносят ионы против их электрохимических градиентов — в направлении, в котором они обычно не перемещаются путем диффузии.

Взаимосвязь между концентрацией, электрическими и электрохимическими градиентами

Чтобы понять динамику активного переноса, важно сначала понять электрические градиенты и градиенты концентрации. Градиент концентрации — это разница в концентрации вещества на мембране или пространстве, которая движет движением из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией. Точно так же электрический градиент — это сила, возникающая в результате разницы между электрохимическими потенциалами на каждой стороне мембраны, которая приводит к перемещению ионов через мембрану до тех пор, пока заряды на обеих сторонах мембраны не станут одинаковыми. Электрохимический градиент создается, когда объединяются силы градиента химической концентрации и градиента электрического заряда.

Натриево-калиевый насос

Одним из важных переносчиков, отвечающих за поддержание электрохимического градиента в клетках, является натриево-калиевый насос. Первичная транспортная активность насоса происходит, когда он ориентирован так, что он охватывает мембрану с закрытой внеклеточной стороной, а его внутриклеточная область открыта и связана с молекулой АТФ. В этой конформации переносчик имеет высокое сродство к ионам натрия, обычно присутствующим в клетке в низких концентрациях, и три из этих иона входят в насос и присоединяются к нему. Такое связывание позволяет АТФ переносить одну из своих фосфатных групп на переносчик, обеспечивая энергию, необходимую для закрытия внутриклеточной стороны насоса и открытия внеклеточной области.

Изменение конформации снижает сродство насоса к ионам натрия, которые высвобождаются во внеклеточное пространство, но увеличивает его сродство к калию, позволяя ему связывать два иона калия, присутствующих в низкой концентрации во внеклеточной среде. Затем внеклеточная сторона насоса закрывается, и производная АТФ фосфатная группа на транспортере отсоединяется. Это позволяет новой молекуле АТФ связываться с внутриклеточной стороной насоса, которая открывается и позволяет ионам калия выходить в клетку, возвращая переносчик к его исходной форме, начиная цикл снова.

Из-за первичной транспортной активности насоса возникает дисбаланс в распределении ионов через мембрану. Внутри клетки больше ионов калия и больше ионов натрия вне клетки. Таким образом, внутренняя часть клеток оказывается более негативной, чем внешняя. Электрохимический градиент создается в результате ионного дисбаланса. Затем сила от электрохимического градиента запускает реакции вторичного активного транспорта. Вторичный активный транспорт, также известный как ко-транспорт, происходит, когда вещество транспортируется через мембрану в результате электрохимического градиента, установленного первичным активным транспортом, без необходимости дополнительного АТФ.

Литература для дополнительного чтения

Sahoo, Swagatika, Maike K. Aurich, Jon J. Jonsson, and Ines Thiele. “Membrane Transporters in a Human Genome-Scale Metabolic Knowledgebase and Their Implications for Disease.” Frontiers in Physiology 5 (March 11, 2014). [Source]

Yang, Nicole J., and Marlon J. Hinner. “Getting Across the Cell Membrane: An Overview for Small Molecules, Peptides, and Proteins.” Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.) 1266 (2015): 29–53. [Source]

Транспорт пассивный

В этом случае поступление ионов ие требует затрат энергии — это пассивный процесс. Однако ов идет с большей скоростью, чем обычная диффузия (облегченная диффузия). Процесс избирательного концентрирования ионов в клетке, идущий против электрохимического градиепта, требует затраты энергии. Именно этот активный перенос имеет решающее значение для жизнедеятельности клетки. Энергия, используемая для активного поступления ионов, поставляется процессом дыхаппя и в основном аккумулировала в АТФ. Как известно, для использования анергии, заключенной в АТФ, это соединение должно быть гидролизовало по уравнению АТФ + НОН—“АДФ+Фн- Процесс этот катализируется ферментом адеиозншрнфосфатаэой (АТФ-аза).[ …]

Пассивный транспорт веществ в клетки обеспечивается диффузией через мембрану по градиенту концентрации. Молекулы обычно переходят из области высокой концентрации в область более низкой концентрации.[ …]

Можно сказать, что пассивный транспорт веществ в клетки осуществляется обычной диффузией через клеточную мембрану, причем скорость диффузии вещества зависит от его растворимости в мембране, коэффициента диффузии в мембране и от разности концентрации веществ в клетке и за ее пределами (в среде). Этим путем в клетку проникают вода, двуокись углерода и молекулы органических веществ, способные хорошо растворяться в жирах. Вещества в клетку проникают через поры, имеющиеся в клеточной мембране. Пассивный транспорт не зависит от энергии, обеспечиваемой АТФ.[ …]

Снижение вредного воздействия транспорта на окружающую среду — одна из современных экологических проблем. Основные пути разрешения этого вопроса видятся в разработке наиболее безопасного топлива и наименее вредного энергоисточника, создании очистительных устройств для дожигания и очистки выхлопа, усовершенствовании двигателей автомобилей, замене одних транспортных средств другими (обычного локомотива — скоростным; автобуса — троллейбусом, трамваем и т.д.). Параллельно необходимо искать пути пассивной и активной защиты от шума.[ …]

Когда транспортируются незаряженные молекулы, то пассивный транспорт определяется только градиентом концентрации, т. е. разностью концентрации вещества на разных сторонах мембраны. Если же молекулы транспортируемого вещества заряжены, то к влиянию градиента концентрации добавляется влияние электичес-ких потенциалов по обе стороны мембраны. Градиент концентрации и электрический градиент в совокупности составляют электрохимический потенциал, который позволяет транспорт в клетку только положительно заряженных ионов.[ …]

Известно несколько путей поступления веществ в клетки. В частности, различают пассивный, катализируемый и активный транспорт веществ в клетки, а также проникновение веществ в клетки путем эндоцитоза в виде фагоцитоза и пиноцитоза. Пассивный, катализируемый и активный-транспорт обеспечивают проникновение в клетки лишь малых молекул, тогда как эндоцитоз ответственен за поступление в клетки макромолекул (белков, полинуклеотидов, полисахаридов) и разных твердых частиц, включая бактерии. В то же время клетки способны секретировать различные вещества в окружающую их среду.[ …]

Различие заключается в том, что, согласно гипотезе активного транспорта, энергия необходима непосредственно для работы переносчика, тогда как хемиосмотическая гипотеза предполагает, что движение ауксина термодинамически выгодно и что энергия необходима только для поддержания pH, электрических градиентов и полярной проницаемости. Хотя некоторые экспериментальные данные свидетельствуют в пользу хемиосмотической гипотезы полярного передвижения ауксина, необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью оценить ее преимущества в сравнении с уже давно принятой гипотезой активного транспорта.[ …]

Действие некоторых ингибиторов может быть объяснено с точки зрения транспортной системы клетки. При пассивном транспорте микроорганизм не использует энергию клетки для поглощения субстрата, который просто пересекает клеточную стенку из-за градиента концентраций в направлении перпендикулярном ей. Однако, если осмотическое давление данного компонента в среде сильно превосходит его внутриклеточную концентрацию, необходимую бактерии, она вынуждена использовать свою энергию для вывода избытка. Если в среде присутствует несколько солей, то может возникнуть конкуренция между катионами за перенос через мембрану. Активные транспортные системы, в которых расходуется клеточная энергия, также подвержены действию такой конкуренции. Например, система переноса магния, существующая в Escherichia coli и других бактериях, мультисубстратна и способна также переносить кобальт, никель, марганец и железо, проявляя к ним сродство в десять раз меньше, чем к магнию [70]. Следовательно, перенос магния конкурентно ингибируется другими катионами, и это может приводить к их антагонизму. Синергизм имеет место, когда сочетание нескольких катионов оказывается более токсичным для микроорганизма, чем любой из них по отдельности. Некоторые катионы, вызывающие антагонизм и синергизм, перечислены в табл. 2.4.[ …]

Представлены основы теории мембранного разделения. Проведена классификация мембран: симметричных, асимметричных, композитных. Рассмотрены новые типы мембран: жидкие (пассивные и с активным транспортом газа) и керамические. Сформулированы требования, предъявляемые к материалу мембран: высокая проницаемость и селективность, химическая стойкость и механическая прочность.[ …]

Функции плазмалеммы весьма разнообразны, поскольку они определяются процессами, происходящими как снаружи, так и внутри клетки. Все вещества, поступающие в клетку и удаляемые из нее, должйы пройти через цитоплазматическую мембрану. Через нее идет пассивный транспорт воды, ионов, низкомолекулярных веществ, а также активный перенос этих соединений и многое другое. Поглощение ионов и микромолекул (сахаров, аминокислот) осуществляется в тех случаях, когда их концентрация внутри клетки ниже, чем снаружи.[ …]

Большую роль при поступлении питательных веществ внутрь клетки играют, по современным представлениям, ферменты пер-меазы или транслоказы. В настоящее время считают, что передвижение веществ из внешней среды в бактериальную клетку обеспечивается, по крайней мере, четырьмя группами механизмов: пассивной и активной диффузиями, стереоспецифически-ми пассивной и активной диффузиями. Из них только пассивная диффузия не требует затраты энергии, так как диффундирующее вещество в этом случае, последовательно растворяясь в веществе клеточной стенки и цитоплазматической мембраны, переходит внутрь клетки, причем устанавливается равенство внутренней и внешней концентраций. Остальные три механизма требуют затраты энергии, причем стереоспецифические пассивная и активная диффузии происходят при участии специфических белков — переносчиков пермеаз. Сейчас сравнительно хорошо изучены пермеазы, осуществляющие транспорт внутрь клетки углеводов, аминокислот и некоторых ионов.[ …]

Как уже отмечалось, под влиянием экзогенного ацетилхолина наблюдается выход в среду ионов №+ и К+ из интактных хлоропластов. Внутри хлоропластов гороха концентрация этих ионов выше, чем в цитоплазме, но оболочка пластиды непроницаема для них. Открывание ионных каналов под действием ацетилхолина, по-видимому, способствует пассивному транспорту ряда ионов по градиенту электрохимического потенциала. Однако протон в этом случае по-разному поступает в отдельные компартменты органелл.[ …]

Все реакции микробиологического превращения углеводородов являются окислительными процессами. Предельная восстановлен-ность этих веществ делает необходимым для их окисления включение кислорода. Гидрофобный характер молекулы углеводородов является причиной того, что процессы окисления осуществляются оксигеназа-ми, в отличие от окисления более гидрофильных веществ, происходящего под действием дегидрогеназ. Гидрофобность углеводородных субстратов и их ничтожная растворимость в воде требует специфического способа транспорта таких веществ в клетку. Этот процесс еще недостаточно изучен, но имеющиеся в настоящий момент данные говорят о том, что на основном этапе он происходит пассивно, поэтому способы поступления углеводородного субстрата к клеткам в водной среде и его транспорта через оболочку существенно влияют на кинетику роста культур на углеводородных средах [149].[ …]

Тепловое влияние поля полностью исключается. Обогащение мембран холестерином увеличивает их текучесть и устраняет как фазовый переход, так и влияние микроволн, то есть имеется прямая связь между увеличением проницаемости, обусловленным действием п°ля, и структурой мембран при специфической температуре. Фазовый переход усиливает чувствительность мембран к полю. [ …]

Во всех этих случаях речь идет о движении веществ путем диффузии. Однако клеточные мембраны располагают и механизмами перемещения веществ через себя от меньшей их концентрации к большей. Среди белков мембраны имеются белковые вещества, работа которых состоит в перемещении различных веществ с одной стороны мембраны на другую. Они называются транспортными ферментами. Вероятно, такой транспортный фермент образует с переносимым веществом промежуточное соединение; последнее проходит сквозь мембрану, расщепляется затем на исходные части, после чего фермент возвращается назад, а перенесенное вещество остается по другую сторону мембраны. Детали этого процесса неизвестны, но сам факт такого активного транспорта веществ несомненен. В отличие от диффузного, пассивного, ферментативный транспорт нуждается в затрате энергии. Вероятно, именно благодаря такому активному транспорту ионов клетки эпидермиса корней способны всасывать из почвы нужные растению неорганические вещества и затем передавать их по растению от клетки к клетке. [ …]

Уровень диффузионных потере натрия при снижении величины pH в значительной мере определяется концентрацией кальция в воде, и при искусственном его увеличении эти потери снижаются вследствие понижения межклеточной и клеточной проницаемости жаберного эпителия. В этом нет ничего неожиданного, ибо еще в начале 70-х годов было установлено, что проницаемость жаберного эпителия рыб для ионов натрия и хлора в значительной мере определяется концентрацией ионов кальция в воде [495, 546]. Снижение концентрации кальция до порогового уровня само по себе, без дополнительных стрессорных воздействий на организм, нарушает работу ионных насосов по транспорту солей, приводит к перестройке ультраструктуры клеток жаберного эпителия и влияет на пассивную утечку ионов из организма рыб [127—129,345,428,495]. Иными словами, ионы кальция играют ведущую роль в определении скорости и масштабов диффузионных потерь натрия как в гипотонической среде, так и при снижении величины pH воды, т. е. при увеличении концентрации ионов водорода, а увеличение концентрации кальция в воде повышает устойчивость рыб. Из этого следует, что ионы водорода, увеличивая проницаемость жаберного эпителия и диффузионные потери ионов натрия, являются как бы антогонистами ионов кальция. Однако конкретные физиологические механизмы этого влияния остаются вне поля зрения исследователей, изучающих причины гибели рыб под влиянием остро токсичных концентраций Н+.[ …]

6 — Активный транспорт — СтудИзба

Активный транспорт.

Это трансмембранный перенос в сторону более высокого электрохимического потенциала, он предназначен для выполнения в клетке веществ, концентрация которых превышает концентрацию этих веществ в среде. Активный транспорт используется для вывода из клеток избыточных веществ, даже в том случае, если концентрация их в среде больше, чем в клетке.

Свойства активного транспорта:

Перенос вещества против градиентов происходящих за счет свободной энергии, освобождая при окислении вещества в организме.
Свободная энергия, обеспечивает активный транспорт, передается биологической мембране в ходе химических процессов, связанных с переносом вещества, т. е. свободная энергия подводится в результате реакции, в которой участвуют сами мембраны.
Активный транспорт избирателен, т.е. каждая система активного транспорта обеспечивает перенос только одного вещества в одном направлении.

В некоторых случаях возможен ……………, при котором в обратном направлении происходит пассивный транспорт других веществ, но с использованием тех же самых переносчиков. Т.о. любая система активного транспорта содержит 3 необходимых компонента:

1) источник свободной энергии;

2) переносчик данного вещества;

3) Регуляторный фактор, связывающий выделение энергии с началом переноса.

В большинстве систем активного транспорта, в качестве источника энергии используется адезинтрифосфорная кислота(АТФ). За счет гидролиза и присоединения фосфатной группы кислоты к молекуле переносчика выводится дополнительная свободная энергия, достаточная для преодоления градиента. Отдавая молекулярные вещества по другую сторону мембраны, переносчик дефосфолируется, теряет фосфатную группу. Переносчиками могут быть мелкие белковые молекулы, входящие в состав мембраны и осуществляющие процесс переноса по механизму «большой и малой карусели», либо большие белковые молекулы, пронизывающие мембрану, переносящие молекулу за счет механизма ротации или сдвига.

Активный и пассивный транспорт — определение, 18 основных различий, примеры

S.N.	Символ	Активный транспорт	Пассивный транспорт
1.	Определение	Движение молекул через клеточную мембрану, перекачивание молекул против градиента концентрации с использованием АТФ (энергии) называется активным транспортом.	Движение молекул внутри и через клеточную мембрану и, таким образом, транспортировка их по градиенту концентрации без использования АТФ (энергии) называется пассивным транспортом.
2.	Потребность в энергии	Требуется энергия в форме АТФ.	Энергия не требуется.
3.	Градиент концентрации	Движение молекул происходит от низкой концентрации к высокой концентрации, что означает, что они движутся против градиента концентрации.	Движение молекул происходит от высокой концентрации к низкой концентрации, что означает, что они движутся по градиенту концентрации.
4.	Направление движения	С помощью АТФ поднимает молекулы вверх.	При этом молекулы движутся вниз.
5.	Белок-носитель или насосы	Для активного транспорта требуются белки-переносчики.	В пассивном транспорте белки-переносчики не участвуют. Однако при облегченной диффузии присутствуют определенные каналы, не использующие энергию.
6.	Вовлечение матрикса или пермеаз	Матрица или пермеазы мембраны не вовлечены.	Происходит через матрицу/каналы/проходы.
7.	Эффективность процесса	Это быстрый процесс.	Это сравнительно медленный процесс.
8.	Принцип работы	Активный транспорт позволяет молекулам проходить через клеточную мембрану, нарушая равновесие, установленное диффузией.	Динамическое равновесие воды, питательных веществ, газов и отходов поддерживается за счет пассивного транспорта Между цитозолем и внеклеточной средой.
9.	Направленность	Происходит в одном направлении.	Двунаправленный процесс.
10.	Тип процесса	Активный транспорт — жизненно важный процесс.	Пассивный транспорт — это физический процесс.
11.	Селективность	Очень избирательно.	Частично неселективный
12.	Влияние температуры	Зависит от температуры.	Не зависит от температуры.
13.	Эффект уровня кислорода	Этот процесс уменьшается или прекращается по мере снижения уровня содержания кислорода.	На этот процесс не влияет содержание кислорода.
14.	Действие ингибиторов метаболизма	Ингибиторы метаболизма останавливают активный транспорт.	Ингибиторы метаболизма не влияют на пассивный транспорт.
15.	Перевезено молекул	Макромолекулы, такие как белки, углеводы (сахара), липиды, крупные клетки — это лишь немногие из материалов, которые транспортируются таким образом.	Кислород, моносахариды, вода, двуокись углерода, липиды — это те немногие растворимые материалы, которые транспортируются этим путем.
16.	Типы	Активный транспорт подразделяется на две категории, такие как первичный активный транспорт и вторичный активный транспорт. Эндоцитоз, клеточная мембрана/натрий-калиевый насос и экзоцитоз	Пассивный транспорт подразделяется на четыре категории, такие как осмос, диффузия, облегченная диффузия и фильтрация.
17.	Функции	Хотя функцией обоих видов транспорта является перенос ионов и молекул, активный транспорт по отдельности используется для переноса через клеточную мембрану.	Используется для поддержания равновесия внутри и вне клетки питательных веществ, воды, газов и т. д.
18.	Примеры	Примеры активного транспорта включают натриевый насос, выделение глюкозы в кишечнике и поглощение ионов минералов корнями растений.	Пассивный транспорт происходит в почках и печени, а также в альвеолах легких при обмене ими кислорода и углекислого газа.

Активный против.Пассивный транспорт в клетках

Сегодня мы подробно рассмотрим человеческое тело. Я имею в виду , действительно , присмотритесь. Правильно — мы говорим о клетках! В частности, мы собираемся поговорить о том, как вещества (например, вода, кислород, ионы натрия и калия) попадают в клетки вашего тела и выходят из них с помощью пассивного и активного транспорта.

Структура клеточной мембраны
Одна из общих черт различных типов клеток вашего тела заключается в том, что они окружены плазматическими мембранами.
Изображение из A&P 6.
Плазматические мембраны содержат липиды, белки и углеводы (которые присоединяются к определенным липидам и белкам, превращая их в гликолипиды и гликопротеины).
Фосфолипиды являются одним из основных игроков здесь. Они образуют фосфолипидный бислой, характерный для биологических мембран. Фосфолипиды имеют гидрофильные (водолюбивые) головки и гидрофобные (водобоязненные) хвосты, что означает, что они располагаются так, что головки обращены наружу (где больше воды), а хвосты обращены внутрь.Если вы поместите кучу фосфолипидов в воду, они сами сформируют такую структуру.
Строение плазматической мембраны клетки. Изображение из A&P 6.
Белки также являются важным компонентом клеточных мембран. Белки клеточной мембраны могут служить рецепторами и ферментами. Они также могут маркировать идентичность клетки или связывать одну ячейку с другой. Наиболее важно для нашего обсуждения то, что трансмембранные белки, такие как белковые каналы, функционируют как туннели, которые позволяют молекулам проходить через клеточную мембрану.
Существует несколько типов каналов, каждый из которых имеет свой метод активации. Лиганд-управляемые каналы реагируют на химические раздражители. Потенциалзависимые каналы реагируют на изменения электрического потенциала на клеточной мембране. Механически управляемые каналы реагируют на физические раздражители, воздействующие на клетку, такие как растяжение и давление.
Говоря о материалах, пересекающих клеточную мембрану…

Пассивный транспорт
Некоторые материалы, такие как вода и кислород, могут входить в клетки и выходить из них без необходимости расходовать клеткой энергию.Это пассивный транспорт.
Пассивный транспорт обычно происходит по градиенту концентрации. По сути, это означает, что молекулы будут перемещаться из областей, где их больше, туда, где их меньше. Когда частицы перемещаются по градиенту концентрации из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией, это называется (простой) диффузией. Диффузия — это то, как кислород попадает в ваши клетки.
Существует ряд факторов, влияющих на скорость диффузии.
Температура. Если температура выше, диффузия будет происходить быстрее.
Молекулярная масса. Большие молекулы диффундируют медленнее.
Градиент концентрации. Чем круче градиент, тем быстрее произойдет диффузия.
Площадь поверхности мембраны. Если имеется большее количество мембран, через которые необходимо диффундировать, диффузия будет происходить быстрее.
Мембранная проницаемость. Мембраны позволяют некоторым веществам легче диффундировать.
Полярность. Неполярные вещества легче диффундируют.
Другой тип пассивного транспорта, фильтрация, возникает, когда физическое давление проталкивает жидкость через избирательно проницаемую мембрану. В организме это происходит, когда кровяное давление выталкивает жидкость через отверстия в стенках капилляров.
Когда вода диффундирует через клеточную мембрану, это называется осмосом. Специализированные каналы в клеточной мембране, называемые аквапоринами, специально позволяют воде втекать и выходить из клеток.Направление, в котором происходит осмос (внутри или вне клетки), зависит от концентрации раствора, в который погружена ячейка. 90–100
Возьмем в качестве примера эритроцит.
Нормальная кровь изотонична цитоплазме эритроцитов, что означает, что концентрация воды одинакова внутри клетки и вне ее. Забор и вывод воды сбалансирован и все гармонично.
Если эритроциты погрузить в гипотонический раствор, например, в дистиллированную воду, вода хлынет в клетку, и она набухнет (и лопнет!).Это означает, что вне клетки концентрация воды (по сравнению с растворенными веществами) выше, чем внутри, и вода поступает в клетку.
С другой стороны, в гипертоническом растворе, таком как 2% NaCl (соленая вода), эритроциты сморщиваются, как микроскопический изюм. Это связано с тем, что вне клетки соотношение растворенного вещества и воды выше, поэтому вода устремляется из клетки, чтобы попытаться восстановить баланс Силы.

Активный транспорт
Для крупных (или множественных) частиц и капель жидкости или когда клетке необходимо переместить материалы против градиента концентрации, активный транспорт — это то, что нужно.Разница между активным и пассивным транспортом заключается в том, что активный транспорт требует энергии — клетка должна расходовать молекулы АТФ.
При активном транспорте, опосредованном переносчиком, белок плазматической мембраны служит переносчиком для молекул, движущихся в клетку и из нее. Классическим примером является натрий-калиевый (Na+-K+) насос, который перемещает оба типа ионов против градиента концентрации.
Принцип действия одного из этих методов заключается в том, что 3 иона натрия (Na+) внутри клетки связываются с белком-носителем в клеточной мембране.Затем молекула АТФ расщепляется ферментом, называемым натрий-калий-АТФаза, высвобождая энергию и заставляя белок менять форму, выталкивая ионы Na+ из клетки. Затем 2 иона К+ извне связываются с белком, и он снова меняет форму, откладывая К+ в клетку.
Возможен также пассивный транспорт, опосредованный переносчиками — он называется облегченной диффузией. Как и в примере с натриево-калиевым насосом, перемещаемый материал связывается с белком-носителем, носитель меняет форму, и материал высвобождается на другую сторону мембраны.АТФ просто не требуется, так как материал перемещается по градиенту концентрации.
Теперь давайте поговорим о везикулярном транспорте, потому что там все становится по-настоящему весело. Различают два основных типа везикулярного транспорта: экзоцитоз и эндоцитоз.
Экзоцитоз — это когда транспортный везикул внутри клетки сливается с клеточной мембраной, после чего все, что находится внутри транспортного везикулы, может быть высвобождено во внеклеточную жидкость.
Изображение из A&P 6.
Эндоцитоз бывает трех видов: фагоцитоз, пиноцитоз и эндоцитоз, опосредованный рецепторами.
Фагоцитоз — мой личный фаворит, потому что он самый драматичный (фагоцитоз буквально означает «поедание клеток»). Хорошим примером этого в организме человека является ситуация, когда лейкоцит, такой как нейтрофил или макрофаг, поглощает бактерию. WBC окружает бактерию и образует везикулу, называемую фагосомой, чтобы удерживать ее внутри. Затем лизосома сливается с фагосомой и протягивает руку, уничтожая бактерию ферментами.Отходы высвобождаются посредством экзоцитоза.
Идет фагоцитоз. Видео кадры из A&P 6.
Пиноцитоз («питание клеток») — это когда плазматическая мембрана сжимается внутрь, образуя везикулу вокруг внеклеточной жидкости, содержащей полезные молекулы. Этот процесс может быть не таким ярким, как фагоцитоз, но он происходит во всех клетках организма, а не только в специализированных, таких как макрофаги и нейтрофилы.
Опосредованный рецептором эндоцитоз подобен тому, что часть плазматической мембраны образует везикулу вокруг молекул, поглощаемых клеткой.Однако эти молекулы сначала связываются с рецепторами на внешней стороне мембраны, а образовавшаяся везикула окружена особым белком, называемым клатрином. Таким образом, эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, поглощают ЛПНП (липопротеины низкой плотности).
Теперь вы знаете все тонкости пассивного и активного транспорта! Кроме того, если вы думаете о создании группы, вам обязательно нужно назвать ее «Фосфолипидный бислой».
Обязательно подпишитесь на Visible Body Blog, чтобы узнать больше об анатомии!
Вы профессор (или знаете кого-то, кто им является)? У нас есть потрясающие изображения и ресурсы для вашего курса анатомии и физиологии!
Biology4Kids.com: Cell Функция: Пассивный транспорт

В то время как активный транспорт требует энергии и работы, пассивный транспорт этого не требует. Существует несколько различных типов этого легкого движения молекул. Это может быть так же просто, как свободное движение молекул, например осмос или диффузия . Вы также можете увидеть белки в клеточной мембране, которые действуют как каналов, помогая движению вперед. И, конечно же, существует промежуточный транспортный процесс, когда очень маленькие молекулы способны пересекать полупроницаемую мембрану .
Иногда белки используются для более быстрого перемещения молекул. Это процесс, называемый облегченной диффузией . Это может быть так же просто, как ввести молекулу глюкозы. Поскольку клеточная мембрана не позволит глюкозе проникнуть путем диффузии, необходимы помощники. Клетка может заметить протекание внешней жидкости со свободными молекулами глюкозы. Затем мембранные белки захватывают одну молекулу и меняют свое положение, чтобы доставить молекулу в клетку. Это простая ситуация пассивного транспорта, потому что глюкоза движется от более высокой концентрации к более низкой.Он движется вниз по градиенту концентрации . Если бы вам нужно было удалить глюкозу, клетке потребовалась бы энергия.
Иногда клетки находятся в области, где существует большая разница концентраций. Например, концентрация молекул кислорода может быть очень высокой вне клетки и очень низкой внутри. Эти молекулы кислорода настолько малы, что способны пересекать липидный бислой и проникать в клетку. Для этого процесса не требуется энергии.В данном случае это хорошо для клетки, потому что для выживания клеткам нужен кислород. Это также может произойти с другими молекулами, которые могут убить клетку.
Еще одним важным примером пассивного транспорта является осмос. Это процесс , специфичный для воды . Обычно клетки находятся в среде, где одна концентрация ионов снаружи и одна внутри. Поскольку концентрации должны быть одинаковыми, клетка может перекачивать ионы внутрь, чтобы остаться в живых. Осмос – это движение воды через мембрану.
Чтобы клетка выжила, концентрации ионов должны быть одинаковыми по обе стороны клеточной мембраны. Если клетка не откачает все свои дополнительные ионы, чтобы выровнять концентрацию, вода будет двигаться внутрь. Это может быть очень плохо. Клетка может раздуться и взорваться. Классический пример этого типа отека возникает, когда эритроциты помещают в воду. Вода устремляется к клеткам, они расширяются и, в конце концов, разрываются (Хлоп!).
Плазматические мембраны (Johnson County Comm.Сб. Видео)

Полезные справочные ссылки
Encyclopedia.com (осмос):
http://www.encyclopedia.com/topic/osmosis.aspx
Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Passive_transport 3 Encyclopdia Britannica:
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/101396/cell/37370/Transport-across-the-membrane?anchor=ref313703
Пассивный транспорт Определение и примеры
Пассивный транспорт представляет собой тип клеточного транспорта, при котором такие вещества, как ионы и молекулы, движутся по соответствующим градиентам концентрации.Это означает, что вещество имеет тенденцию перемещаться из области более высокой концентрации в область более низкой концентрации . Вещества стремятся двигаться в сторону области, где их мало. Поскольку их движение 90 359 вниз по склону 90 360 или 90 359 по градиенту их концентрации 90 360, этот процесс не требует метаболической энергии (например, АТФ) в отличие от активного транспорта, другого типа клеточного транспорта, который по существу требует АТФ для перемещения веществ против их градиента концентрации.Четыре основных типа пассивного транспорта: (1) простая диффузия, (2) облегченная диффузия, (3) фильтрация и (4) осмос.
Определение пассивного транспорта
Иллюстрация, показывающая, как происходит пассивный транспорт. Водорастворимые молекулы перемещаются по градиенту концентрации через мембрану через канальный белок (пример облегченной диффузии). Жирорастворимые молекулы легко перемещаются через липидно-бислойную мембрану (пример диффузии без посторонней помощи).
Пассивный транспорт определяется как вид транспорта, который перемещает вещества из зоны большей концентрации в зону меньшей концентрации. Таким образом, движение веществ происходит по градиенту концентрации.
Пассивный и активный транспорт
Как пассивный, так и активный транспорт являются механизмами клеточного транспорта, используемыми клеткой для перемещения веществ через биологическую мембрану. Однако пассивный транспорт отличается от активного транспорта тем, что вещества перемещаются вдоль направления их соответствующего градиента концентрации, в отличие от движения веществ против их градиента при активном транспорте.Движение веществ при пассивном транспорте происходит в направлении, противоположном направлению активного транспорта.
При пассивном транспорте вещества (например, ионы и растворенные вещества) перемещаются через мембрану из области их более высокой концентрации в область с более низкой концентрацией. Движение описывается как вниз по склону . Из-за этого клеточная энергия (например, АТФ) не требуется, поскольку она находится в активном транспорте. Скорее, пассивный транспорт использует кинетическую и естественную энергию для движения. И наоборот, в активном транспорте движение происходит в гору , что означает, что они перемещаются из области, где их меньше, в область, где их уже больше. Из-за этого процесс обычно использует АТФ в качестве движущей силы.
Типы пассивного транспорта
При перемещении веществ через биологическую мембрану пассивный транспорт может нуждаться или не нуждаться в помощи мембранного белка. Существует четыре основных типа пассивного транспорта: (1) простая диффузия, (2) облегченная диффузия, (3) фильтрация и (4) осмос.Простые и облегченные диффузии относятся к чистому движению молекул от более высоких концентраций к более низким. Осмос относится к диффузии растворителя (обычно молекул воды) через полупроницаемую мембрану от более низкой к более высокой концентрации растворенного вещества. Фильтрация – это движение молекул воды и растворенных веществ через клеточную мембрану под действием гидростатического давления, создаваемого сердечно-сосудистой системой.
Биологическое значение
Пассивный транспорт важен для правильного функционирования растений и животных. В растениях, например, газы, такие как углекислый газ и кислород, диффундируют в растительную клетку и из нее через устьичные отверстия в соответствии с их соответствующими градиентами концентрации. Углекислый газ необходим растениям, поскольку он является одним из основных реагентов фотосинтеза. Одним из источников углекислого газа являются животные, которые выделяют газ при выдохе. Этот выброс углекислого газа в окружающую среду опосредован пассивным транспортом. В частности, в капиллярных руслах между кровью и тканевой жидкостью происходит диффузия углекислого газа.Когда он диффундирует из тканей в кровь, он затем попадает в легкие, где снова диффундирует из крови в альвеолы для выдыхания. По мере удаления углекислого газа кислород, в свою очередь, поступает в легкие и транспортируется в ткани организма также путем простой диффузии.
См. также
Дополнительная литература
ТРАНСПОРТИРОВКА В КАМЕРЫ И ИЗ них. (2019). Получено с веб-сайта Estrellamountain.edu: https://www2. estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBooktransp.html
Пассивный и активный транспорт — Biol230W Fall09 — Confluence. (2009). Получено с веб-сайта Psu.edu: https://wikispaces.psu.edu/display/Biol230WFall09/Passive+and+Active+Transport
Passive Transport Biology 171. (2018, 7 марта). Получено с веб-сайта Hawaii.edu: https://books.coe.hawaii.edu/biology171/chapter/passive-transport/
© Biology Online. Контент предоставлен и модерируется Biology Online Editors
Разница между активным и пассивным транспортом
Активный и пассивный транспорт — это системы, предназначенные для транспортировки молекул через клеточную мембрану.Клеточная мембрана представляет собой многозадачный компонент, который придает клетке структуру, защищая цитозольное содержимое от внешней среды. Движение молекул из клетки и внутрь направляется двойным слоем фосфолипидов, поддерживая хрупкое состояние гомеостаза клетки. Фосфолипидный бислой является полупроницаемым по своей природе, что позволяет некоторым молекулам свободно проходить через мембрану через концентрационный канал, а некоторым молекулам использовать различные структуры для перемещения через мембрану, а другим — перемещаться через мембрану, потребляя клеточную энергию. Ключевое различие между активным и пассивным транспортом заключается в том, что активный транспорт заставляет молекулы двигаться против градиента концентрации с помощью энергии АТФ, тогда как пассивный транспорт позволяет молекулам проходить через мембрану через концентрационный канал, не требуя клеточной энергии.
Основной целью обеих транспортных систем является транспортировка молекул и ионов через клеточную мембрану. Внешний слой состоит из двойных слоев фосфолипидов, которые сохраняют состояние гомеостаза клетки и регулируют поступление веществ.Несколько определенных белков вместе с полупроницаемой мембраной поддерживают вход молекул. Проще говоря, активный и пассивный транспорт являются двумя ключевыми биологическими процессами, которые играют жизненно важную роль в снабжении клеток питательными веществами, водой, кислородом и другими жизненно важными молекулами, а также в удалении отходов. И активный, и пассивный транспорт работают по одной и той же причине, но с разным действием.
Что такое активный транспорт?
Активный транспорт — это движение молекул, таких как вода, кислород и другие важные молекулы, через мембрану против канала концентрации с помощью ферментов и использования клеточной энергии.Он необходим для сбора таких молекул, как аминокислоты, глюкоза и ионы внутри клетки в высоких концентрациях.
Активный транспорт бывает двух типов:
Первичный активный транспорт: При первичном активном транспорте для транспортировки молекул используется химическая энергия, чтобы толкнуть молекулу.
Вторичный активный транспорт: при вторичном активном транспорте белки, присутствующие в клеточной мембране, используют электромагнитный градиент для перемещения через мембрану.
Первично-активный транспорт
При первично-активном транспорте наличие молекул во внеклеточной жидкости, необходимой клетке, распознается специфическими трансмембранными белками на клеточной мембране, которые действуют как насосы для переноса молекул . Эти трансмембранные белки управляются АТФ. Первичный активный транспорт наиболее очевиден в натрий-калиевом насосе (Na+/K+-АТФаза), который регулирует потенциал покоя клетки. Безэнергетический гидролиз АТФ используется для вытеснения трех ионов натрия из клетки и двух ионов калия в клетку.Здесь ионы натрия смещаются от более низкой концентрации 11 мМ до более высокой концентрации 146 мМ. Ионы калия переносятся из концентрации 146 мМ внутри клетки в концентрацию 4 мМ во внеклеточной жидкости. Протонно-калиевая помпа (H+/K+-АТФаза) присутствует в слизистой оболочке желудка, поддерживая кислую среду внутри желудка. Омепразол — это тип ингибитора протонной/калиевой помпы, уменьшающий кислотный рефлюкс в желудке. Как окислительное фосфорилирование, так и фотофосфорилирование цепи переноса электронов также используют первичный активный транспорт для создания восстановительной способности.
Вторичный активный транспорт
Вторичный активный транспорт регулируется электрохимическим градиентом. Здесь каналы образованы порообразующими белками (поры — это маленькие отверстия). Одновременное движение другой молекулы против градиента концентрации можно наблюдать при вторичном активном транспорте. Следовательно, белки каналов, участвующие во вторичном активном транспорте, могут быть признаны котранспортерами. Котранспортеры бывают двух видов: симпортеры и антипортеры.Конкретный ион и растворенное вещество смещаются в противоположных направлениях антипортерами. Обменник кальция/натрия, который позволяет восстановить концентрацию ионов кальция в кардиомиоците после потенциала действия, является наиболее распространенным примером котранспортера антипортеров. Ионы переносятся по градиенту концентрации, в то время как растворенное вещество переносится против градиента концентрации с помощью симпортеров. Здесь обе молекулы смещаются в одном направлении через клеточную мембрану. SGLT2 является котранспортером симпортера, который транспортирует глюкозу в клетку вместе с ионами натрия.Роль симпортера и антипортера показана на изображении ниже.
Важность активного транспорта: В эукариотических клетках сахар, липиды и аминокислоты стремятся попасть в клетку с помощью белковых насосов, для чего требуется активный транспорт. Эти предметы либо не могут распространяться, либо рассеиваются слишком медленно для существования. Активный транспорт необходим для проникновения в клетку крупных нерастворимых молекул.
Что такое пассивный транспорт?
Пассивный транспорт — это транспорт молекул через мембрану по градиенту концентрации без использования клеточной энергии при движении.Он использует естественную энтропию для переноса молекул из более высокой концентрации в более низкую, пока концентрация не станет сбалансированной. Тогда в равновесии не будет чистого переноса молекул. Обнаружены четыре основных вида пассивного транспорта: осмос, простая диффузия, облегченная диффузия и фильтрация.
Осмос
В процессе осмоса вода и другие молекулы или вещества транспортируются через избирательно проницаемую клеточную мембрану. Есть много аспектов, которые влияют на этот транспорт.Одним из основных факторов является клетка, имеющая менее отрицательный водный потенциал, а другими факторами являются растворенный потенциал молекулы и потенциал давления клеточной мембраны.
Простая диффузия
В процессе простой диффузии транспорт молекулы или растворенного вещества через проницаемую мембрану называется простой диффузией. В основном неполярные молекулы используют простую диффузию, для поддержания лучшего потока молекул расстояние должно быть меньше.
Облегченная диффузия
Облегченная диффузия — это естественный пассивный транспорт молекул или ионов через клеточную мембрану через специфическую транс-мембрану интегральных белков.Молекулы, которые являются большими и нерастворимыми, нуждаются в молекуле-носителе для их транспортировки через плазматическую мембрану. Этот процесс не требует никакой клеточной энергии или внешней энергии.
Фильтрация
Сердечно-сосудистая система (ССС) в организме человека создает гидростатическое давление, которое помогает воде и другим растворимым биохимическим молекулам или веществам проходить через клеточную мембрану. Этот процесс называется фильтрацией, потому что клеточная мембрана пропускает только вещества, которые растворимы и могут свободно проходить через поры мембраны.
Пассивный транспорт через мембрану показан на изображении ниже:
Во время облегченной диффузии различные транспортные белки используются для отслеживания движения полярных молекул и больших ионов. Эти несущие белки являются гликопротеинами и специфичны для определенного белка. GLUT4 является транспортером глюкозы, который помогает транспортировать глюкозу из кровотока в клетку. Обычно он содержится в жире и скелетных мышцах. В облегченной диффузии участвуют три вида транспортных белков: белки каналов, белки-переносчики и аквапорины.Канальные белки создают гидрофобные каналы через мембрану, позволяя выбранным гидрофобным молекулам проходить через мембрану. Некоторые белки-каналы открыты все время, а некоторые из них закрыты, как белки ионных каналов. Аквапорины позволяют воде быстро проходить через мембрану. Белки-переносчики изменяют свою форму, транспортируя молекулы-мишени через мембрану.
Важность пассивного транспорта
Поддерживает баланс в клетке.Отходы, такие как двуокись углерода, вода и т. д., рассеиваются и выводятся из организма; питательные вещества и кислород диффундируют для использования клеткой. Пассивный транспорт также позволяет поддерживать тонкое состояние гомеостаза между цитозолем и внеклеточной жидкостью.
Разница между активным и пассивным транспортом
Active Transport
пассивный транспорт
Active транспортировка требует клеточной энергии.
Пассивный транспорт не требует сотовой энергии.
Течет из областей с более низкой концентрацией в области с более высокой концентрацией
Течет из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией , белки, большие клетки, ионы и т. д.
Пассивный транспорт обычно используется для транспортировки веществ, таких как растворимые молекулы, которые включают воду, кислород, углекислый газ, моносахариды, липиды, половые гормоны.
Участвует в транспортировке различных молекул в клетке.
Участвует в поддержании равновесного уровня в клетке.
Активный транспорт – это энергетический процесс.
Это физический процесс.
Очень избирательно.
Частично неселективный
Это быстрый процесс.
Это умеренно медленный процесс.
Происходит в одном направлении.
Встречается в двунаправленном режиме.
Зависит от температуры.
Не зависит от температуры.
Требуются белки-носители.
Не участвуют белки-переносчики
Эта процедура сокращается или прекращается по мере снижения уровня содержания кислорода.
На эту процедуру не влияет содержание кислорода.
При активном транспорте Ингибиторы метаболизма останавливают активный транспорт.
При пассивном транспорте Ингибиторы метаболизма не влияют на пассивный транспорт.
Пример: Эндоцитоз, экзоцитоз, клеточная мембрана или натрий-калиевый насос — это разные типы активного транспорта.
Пример: Осмос, диффузия и облегченная диффузия являются различными типами пассивного транспорта

Заключение
Активный и пассивный транспорт представляют собой две системы транспорта молекул через клеточную мембрану. Активный транспорт перекачивает молекулы или вещества против градиента концентрации, используя клеточную энергию. В первично-активном транспорте АТФ используется в виде энергии. При вторичном активном транспорте для транспорта молекул через мембрану используется электрохимический градиент. Питательные вещества концентрируются в клетке с помощью активного транспорта. Пассивная диффузия также позволяет небольшим неполярным молекулам или веществам проходить через мембрану. Это происходит только через градиент концентрации.Таким образом, система не использует энергию. Однако ключевое различие между активным транспортом и пассивным транспортом заключается в их механизмах транспортировки молекул или вещества через мембрану.
Пассивная диффузия против активного транспорта
Примеры и различия
Пассивная диффузия и активный транспорт представляют собой способы переноса, посредством которых вещества (ионы, вода, другие молекулы и т. д.) перемещаются в клетку и из нее через клеточную мембрану. Хотя они оба участвуют в движении веществ через мембрану, механизм, с помощью которого достигается движение, у них разный.
Пассивная диффузия — это тип диффузии, характеризующийся перемещением веществ в направлении градиента концентрации без подвода энергии. В основном из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией.
Ниже приведены несколько примеров пассивной диффузии:

Примеры пассивной диффузии

Осмос
Одним из лучших примеров пассивной диффузии является осмос.По существу, осмос относится к перемещению растворителя (например, воды) из области с низкой концентрацией растворенного вещества в область с более высокой концентрацией растворенного вещества через мембрану.
В биологической системе полупроницаемая мембрана отделяет внеклеточный матрикс от цитоплазмы. Здесь концентрация растворенных веществ внутри клетки, а также во внеклеточном матриксе, окружающем клетку, определяет направление движения растворителя.

Рис. 1

* Стрелки на рис.1 представляет направление растворителя (воды)

Используя приведенную выше диаграмму в качестве примера, можно увидеть, как более высокая концентрация растворенных веществ (обозначенных большими красными точками) на одной стороне мембраны влияет на движение растворителя.
Как правило, осмотический потенциал чистой воды равен нулю. Однако при добавлении растворенных веществ (например, ионов натрия) осмотический потенциал воды снижается и становится слегка отрицательным.
Если растворенные вещества не могут проходить через мембрану (диффузия), то вода вынуждена перемещаться из области более высокого осмотического потенциала в область более низкого осмотического потенциала воды.
На рис. 1, растворенных веществ на правой стороне мембраны больше, чем на левой.
По этой причине растворитель с правой стороны мембраны имеет более низкий осмотический потенциал по сравнению с растворителем с левой стороны. Благодаря этому осмотическому градиенту молекулы воды вынуждены перемещаться из области более высокого осмотического потенциала в сторону с более низким осмотическим потенциалом.

* У растений и животных, а также микроорганизмов осмос является важным механизмом, посредством которого клетки поглощают воду.При этом объемный поток воды также способствует транспортировке небольших растворенных веществ и питательных веществ в клетку (например, в корни растений).
У животных этот механизм также играет важную роль в задержке воды. Например, посредством осмоса жидкость транспортируется из канальцев почек и желудочно-кишечного тракта в капилляры. Этот процесс предотвращает выделение чрезмерного количества воды вместе с мочой.
Как уже упоминалось, молекулы воды легко проходят через клеточную мембрану посредством осмоса.Будучи формой пассивной диффузии, этот механизм не требует затрат энергии и не сильно зависит от интегральных белков, участвующих в транспорте ионов и более крупных полярных молекул.
Здесь, однако, стоит отметить, что молекулы воды имеют полярность, которая влияет на их движение через бислой фосфолипидов, который имеет гидрофобную область. По сравнению с другими полярными молекулами молекулы воды имеют небольшой размер, что позволяет им легко проходить через липидный слой.
In vitro, как и in vivo, относительная концентрация растворенных веществ (в растворе или во внеклеточном матриксе) оказывает прямое влияние на направление, а также на скорость движения воды в клетку или из нее.
В гипотоническом растворе вода поступает в клетку при условии, что раствор или внеклеточная жидкость имеют более низкую осмолярность по сравнению с цитоплазмой. По существу, это означает, что цитоплазма имеет более высокую концентрацию растворенных веществ по сравнению с внеклеточным матриксом или раствором.С другой стороны, изотонический раствор имеет ту же осмолярность, что и клетка.
В этом сценарии отсутствует осмотический градиент, влияющий на чистое движение воды в клетку или из нее. Наоборот, молекулы воды входят и выходят из клетки почти с одинаковой скоростью.
Наконец, в гипертоническом растворе (или внеклеточной жидкости при гипертонических состояниях) условия высокой осмолярности вне клетки вынуждают молекулы воды покидать клетку. В результате клетки начинают сокращаться.
Например, в случае, когда почва содержит очень высокую концентрацию соли (по сравнению с концентрацией соли в клетках корня растения), вода вынуждена двигаться из клеток корня. В результате растение постепенно увядает и в конце концов погибает.

* Хотя вода может проходить через двойной липидный слой, она также транспортируется по каналам, известным как аквапориновые каналы.
Как правило, факторы, влияющие на перемещение воды в клетку или из нее, включают:

Простая диффузия
Простая диффузия также является разновидностью пассивной диффузии.Здесь хорошим примером простой диффузии является движение небольших липофильных молекул через клеточную мембрану.
По существу, липофильные молекулы включают молекулы, способные растворяться в липидах, жирах, стероидных гормонах и различных неполярных растворителях. Эти молекулы не только липофильны (любят липиды), но и неполярны. Как таковые, они способны легко диффундировать через мембрану в случае градиента концентрации.
Этот тип перемещения также оказался эффективным для транспортировки липофильных препаратов.Учитывая, что некоторые из лекарств, как правило, представляют собой слабые органические кислоты или основания, существующие в неионизированной форме, они способны легко диффундировать через клеточную мембрану и проникать в клетку.
Помимо того, что они неионизированы и растворимы в липидах, градиент концентрации (высокая концентрация молекул вне клетки по сравнению с внутриклеткой) заставляет эти молекулы с легкостью перемещаться в клетку.
Здесь исследования показали, что более мелкие молекулы препарата проникают через мембрану быстрее, чем более крупные. Это пример пассивной диффузии, когда для переноса молекул через клеточную мембрану не используется энергия.

Таким образом, некоторые из факторов, влияющих на движение этих липофильных молекул через клеточную мембрану, включают:

* Облегченная диффузия также считается разновидностью пассивной диффузии.Хотя для этого не требуется энергии (аналогично другим типам пассивной диффузии), облегченная диффузия зависит от трансмембранных интегральных белков, расположенных на клеточной мембране для транспортировки веществ в клетку или из клетки по градиенту их концентрации.

Активный транспорт
В отличие от пассивной диффузии (и даже облегченной диффузии), когда молекулы движутся по градиенту концентрации, активный транспорт предполагает движение молекул против градиента концентрации.
Таким образом, это означает, что молекулы должны быть перемещены из области с низкой концентрацией молекул в область с их высокой концентрацией. Таким образом, можно сказать, что активный транспорт предотвращает диффузию, поскольку он предотвращает движение молекул или ионов по градиенту их концентрации.
Например, в нейронах активный транспорт предотвращает движение ионов натрия и калия по градиенту их концентрации, тем самым распространяя потенциал действия (электрический сигнал).

Существует два основных типа активного транспорта, которые включают:

· Первичный активный транспорт . Этот тип активного транспорта включает использование энергии АТФ для перемещения молекул против градиента их концентрации.
· Вторичный активный транспорт . В отличие от первичного активного транспорта, вторично-активный транспорт использует электрохимическую энергию для переноса ионов

Примеры активного транспорта

Транспорт ионов кальция из клетки
В целом концентрация ионов кальция в клетках значительно ниже по сравнению с концентрацией этих ионов вне клетки. Концентрация ионов кальция примерно в 1000 раз выше, чем внутри клеток. Это свидетельствует о том, что клетка постоянно выкачивает ионы кальция из клетки, тем самым перемещая ионы кальция против градиента их концентрации.
Это особенно важно, так как предотвращает накопление кристаллов фосфата кальция, которые в противном случае убили бы клетку. Кристаллы фосфата кальция могут образовываться в результате реакции между ионами кальция и молекулами АТФ.
Повышенное поступление ионов кальция в клетку (через каналы ионов кальция) может нести сигнал, вызывая изменения внутри клетки.
По этой причине необходимо откачивать ионы кальция. Для этого требуется энергия АТФ, чтобы не только закрыть цитозольные ворота и открыть внеклеточные ворота, но и вызвать конформационные изменения белков-насосов, которые связываются с ионами кальция во время транспортировки.
Ниже приведено схематическое изображение этого вида транспорта:
Рис. 2

На рис. 2 ион кальция в цитоплазме быстро связывается с цитозольными воротами кальциевого насоса, вызывая их открытие.В этот момент белки насоса имеют высокое сродство к кальцию и, таким образом, позволяют ионам кальция проникать/прикрепляться.
На следующем этапе гидролиз АТФ в кальциевом насосе приводит к закрытию цитозольных ворот и открытию внеклеточных ворот. Кроме того, он влияет на изменение конформации белков, что меняет их сродство к ионам кальция.
В результате ионы кальция высвобождаются во внеклеточный матрикс. Учитывая, что белки не имеют сродства к ионам кальция, ионы кальция во внеклеточном матриксе не могут связываться с белками-насосами для транспортировки в клетку.

* В отличие от кальциевых каналов (также известных как потенциалзависимые кальциевые каналы), кальциевые насосы транспортируют ионы кальция из клетки только против градиента их концентрации.

* После гидролиза АТФ фосфат из АТФ присоединяется к белку насоса, вызывая конформационные изменения.

* Во время активной транспортировки ионов натрия и калия через натрий-калиевый насос требуется АТФ.Здесь гидролиз АТФ позволяет транспортировать три (3) иона натрия из клетки через натрий-калиевый насос и два (2) иона калия транспортировать в клетку.
Прикрепляясь/связываясь с белками помпы, фосфат из АТФ увеличивает сродство к ионам натрия, позволяя их транспортировать.
Когда фосфат отделяется от белков, они претерпевают изменение конформации, в результате чего они теряют сродство к ионам натрия и увеличивают сродство к ионам калия.Это позволяет ионам калия затем транспортироваться в клетку.

Везикулярный транспорт

Везикулярный транспорт также является примером активного транспорта. Этот вид транспорта связан с транспортировкой макромолекул через плазматическую мембрану.
Например, транспорт этих молекул за пределы клетки (например, транспорт гормонов эндокринными железами из клеток) известен как экзоцитоз, а поглощение макромолекул через клеточную мембрану известно как эндоцитоз (фагоцитоз или пиноцитоз).
Исследования показали, что при фагоцитозе отсутствие или пониженное содержание АТФ негативно влияет на усвоение макромолекул. Однако было показано, что доступность внеклеточного АТФ играет важную роль в транспортировке ионов кальция и, следовательно, в инвагинации мембраны с образованием везикулы, в которой макромолекулы попадают в клетку. Следовательно, активный транспорт в данном случае требует использования энергии.

Некоторые другие примеры активного транспорта включают:

Транспорт аминокислот в клетки слизистой оболочки кишечника
Пиноцитоз
Транспорт некоторых сахаров против градиента их концентрации

Различия
Как пассивная диффузия, так и активный транспорт являются методами, с помощью которых вещества (молекулы, ионы, макромолекулы и т. д.) транспортируются в клетку или из нее (или через мембрану).
Это важные механизмы, обеспечивающие успешную транспортировку различных материалов, необходимых клетке, в клетку и удаление некоторых веществ (например, отходов или веществ, секретируемых в клетке) из внутриклеточной среды.
Несмотря на то, что обе функции имеют одинаковые функции, способы их достижения различаются по ряду причин. Ниже приведены некоторые из основных различий между двумя механизмами транспортировки.

Пассивная диффузия зависит от градиента концентрации

Одно из основных различий между пассивной диффузией и активным транспортом заключается в том, что пассивная диффузия включает движение веществ по градиенту их концентрации.Это просто означает, что вещества будут перемещаться из мест высокой концентрации в места меньшей концентрации.
При активном транспорте вещества транспортируются против градиента их концентрации. Это означает, что вещества будут активно транспортироваться из места, где их концентрация меньше, в область, где их концентрация высока. По этой причине требуется энергия.
Это отличается от пассивной диффузии тем, что градиент концентрации вынуждает высококонцентрированные молекулы двигаться к области, где они являются высококонцентрированными.

* Хотя градиент концентрации играет важную роль в пассивной диффузии, размер и полярность молекул также напрямую влияют на этот способ транспортировки, особенно в биологических системах.
Например, в то время как очень маленькие молекулы могут легко диффундировать через клеточную мембрану, другие небольшие вещества, такие как ионные вещества, не могут легко пройти через мембрану и, следовательно, должны активно транспортироваться.

Для активного транспорта требуется энергия
Как уже упоминалось, активный транспорт играет важную роль в перемещении веществ против градиента их концентрации.Это означает, что он участвует в перемещении веществ из области, в которой они менее сконцентрированы, в область, в которой их концентрация высока. Для этого активный транспорт использует энергию.
Помимо потребности в энергии, активный транспорт также зависит от трансмембранных интегральных белков, которые действуют как переносчики. В отличие от пассивной диффузии, когда градиент концентрации, а также размер и полярность молекул влияют на движение веществ через мембрану, градиент концентрации фактически действует против активного транспорта.Именно по этой причине приходится тратить энергию на перемещение веществ против градиента.
Хотя АТФ (аденозинтрифосфат) является одной из наиболее распространенных форм химической энергии, она не принимает непосредственного участия во всех формах активного транспорта. По этой причине активный транспорт делится на две основные категории, которые включают первичный и вторичный активный транспорт.
При первично-активном транспорте прямой гидролиз молекулы АТФ приводит к образованию фосфата, вызывающего конформационные изменения белков-транспортеров, тем самым способствуя транспорту определенных веществ (например,г. ионы). В этом случае АТФ требуется для того, чтобы белковые переносчики функционировали должным образом.
Вторичный активный транспорт (также называемый котранспортом) напрямую не зависит от энергии АТФ. Скорее, это зависит от электрохимического градиента, созданного во время первичного активного транспорта, через который ионы выкачиваются из клетки против градиента их концентрации.
При активном откачивании ионов (например, ионов натрия) происходит увеличение концентрации этих ионов вне клетки.В результате увеличивается электрохимический градиент во внеклеточной жидкости, окружающей клетку.
В результате этого градиента эти ионы вынуждены двигаться вниз по градиенту концентрации в клетку через переносчики белка. Однако из-за своего заряда они также связываются с другими веществами (например, молекулами глюкозы) и, таким образом, помогают транспортировать их в клетку.
Таким образом, здесь вторичный активный транспорт зависит от электрохимического градиента, возникающего в результате первичного активного транспорта.

* Хотя облегченный транспорт требует, чтобы белковые переносчики перемещали вещества по градиенту их концентрации, энергия не используется.

Активный транспорт связан с переносом относительно более крупных веществ
Как уже упоминалось, более мелкие неполярные молекулы, а также липофильные молекулы (например, кислород и углекислый газ и т. д.) могут легко диффундировать через липидный бислой и проникать в клетку. Из-за своего небольшого размера они могут легко пройти сквозь них.
Более крупные молекулы, особенно макромолекулы, не могут легко диффундировать. По этой причине большое количество этих молекул зависит от активного транспорта, чтобы перемещать их через мембрану против градиента их концентрации.

* Некоторые из более крупных белков транспортируются с помощью интегральных белков по градиенту их концентрации — облегченная диффузия, и поэтому энергия не используется.

Активный транспорт перемещает вещества в одном направлении
Из-за особенностей работы активного транспорта вещества транспортируются только в одном направлении. Как упоминалось ранее, этот вид транспорта служит для перемещения веществ против градиента их концентрации.
Энергия необходима для того, чтобы такие вещества, как ионы, двигались в определенном направлении (например, из клетки). Здесь открытие и закрытие цитозольных ворот и внеклеточных ворот ионных насосов гарантирует, что ионы не смогут пройти в противоположном направлении после того, как они были перенесены через мембрану.
При пассивной диффузии каналы позволяют веществам двигаться в любом заданном направлении, пока существует градиент концентрации.Кроме того, вещества могут медленно диспергироваться в клетку и из клетки путем диффузии в липидном бислое, если существует градиент концентрации.
Прочтите об эндокринных и экзокринных железах
Узнайте о различиях между животными и растительными клетками
Каковы функции липидов, белков и липополисахаридов на клеточной мембране?
Вернуться к клеточной биологии
Вернуться к изучению клеточной мембраны
Вернуться из пассивной диффузии против активного транспорта на главную страницу MicroscopeMaster
сообщить об этом объявлении

Ссылки
Алексей В. Мельких и Владимир Дмитриевич Селезнев. (2012). Механизмы и модели активного транспорта ионов и преобразования энергии во внутриклеточных компартментах.
Н.А. Абумрад, З. Сфейр, М.А. Коннелли и К. Коберн. (2000). Транспортеры липидов: мембранные транспортные системы для холестерина и жирных кислот.
Ручи Гаур, Лаллан Мишра и Сусанта К. Сен Гупта. (2014). Диффузия и транспорт молекул в живых клетках.
Ип-Ва Чанг. (2006). Введение в материаловедение и инженерию.
9 Ссылки

https://www.scienceirect.com/topics/chemistry/passive-diffusion
https://www.researchgate.net/publication/316786043_difference_between_iacty_and_passive_transport
Пассивный транспорт – обзор
Механизмы транспорта кальция в проксимальных канальцах
Всасывание кальция в проксимальных канальцах может быть опосредовано комбинацией механизмов пассивного и активного транспорта.Трансэпителиальную абсорбцию кальция можно концептуально описать следующим соотношением:
абсорбция кальция = пассивный транспорт + активный транспорт
, где пассивная абсорбция представляет собой сумму диффузии и сопротивления растворителя. Формально эти отношения можно выразить следующим образом: + – кажущаяся кальциевая проницаемость, ΔC _{Ca ²⁺} – трансэпителиальная разность концентраций кальция ([просвет-ванна] – [ванна-просвет]), z _i – валентность, R газовая постоянная, T абсолютная температура, C _{Ca ²⁺} – средняя трансмуральная концентрация кальция в канальце ([просвет-ванна+ванна-в-просвет]/2), ΔΨ – трансэпителиальное напряжение, σCa ²⁺ — коэффициент отражения кальция, J _v — чистое поглощение жидкости, а J{Ca2+active} — метаболически активный трансклеточный транспорт кальция.
Большинство данных свидетельствует о том, что транспорт кальция в проксимальных канальцах является пассивным, то есть энергетически независимым, и происходит в основном за счет диффузии и увлечения растворителем. Эти механизмы предполагают, что всасывание кальция происходит преимущественно парацеллюлярным путем (рис. 64.4) через латеральное межклеточное пространство между соседними клетками. Напротив, активный транспорт представляет собой двухэтапный процесс, при котором кальций проникает в клетку через апикальные плазматические мембраны, а затем вытесняется через базолатеральные плазматические мембраны.Базолатеральный отток происходит против крутого электрохимического градиента и расщепляется гидролизом АТФ Na-K-АТФазой. Общее схематическое изображение этих процессов в проксимальных канальцах показано на рис. 64.4.
Рисунок 64.4. Модель всасывания кальция в проксимальных канальцах.
На вставке показана часть нефрона, указанная в клеточной модели. В проксимальных канальцах большая часть кальция всасывается пассивными механизмами через парацеллюлярный путь. Доказательства подтверждают наличие небольшого компонента активного трансцеллюлярного транспорта кальция.
Следует отметить, что, хотя и небольшое по сравнению с парацеллюлярным поглощением кальция, активное клеточное поглощение проксимальными канальцами составляет около 20 мкмоль/мин, ⁴⁵, что фактически примерно в два раза выше, чем у дистальных отделов нефрона, где кальций всасывание полностью клеточное.
Механизм транспорта кальция сегментом S ₂ проксимального отдела прямого канальца напоминает механизм транспорта проксимального извитого канальца. Исследования с использованием изолированных перфузируемых проксимальных канальцев кролика S ₂ в экспериментальных условиях, предназначенных для минимизации чистого движения жидкости и электрохимического градиента для Ca ²⁺ , в целом согласуются с идеей о том, что пассивные движущие силы являются основным фактором, определяющим абсорбцию кальция.^42,46 Однако имеются данные о значительном количестве активного транспорта кальция. ⁴³ Sacks and Bourdeau ⁴⁷ показали, что при экспериментальном манипулировании пассивными движущими силами через изолированные сегменты S ₂ проксимальных прямых канальцев кролика направление и скорость чистого потока кальция предсказывались по величине введенного электрохимического градиента. Таким образом, пассивная диффузия, по-видимому, является основным механизмом транспорта в проксимальных прямых канальцах.
Наличие активной трансцеллюлярной абсорбции кальция проксимальными канальцами, независимо от того, насколько незначительной она является, требует наличия специфических транспортных белков в апикальных плазматических мембранах, чтобы допускать кальций и другие вещества в базолатеральные мембраны для обеспечения его экструзии. Насколько известно в настоящее время, вход кальция в клетки опосредован кальциевыми каналами. Наличие таких каналов подтверждается электрофизиологическими ^48–51 и фармакологическими ^51–60 доказательствами.Молекулярная идентичность таких кальциевых каналов проксимальных канальцев неизвестна, но, по-видимому, это не TrpV5 или TrpV6. ⁶¹ Базолатеральный отток кальция в энергетически зависимых условиях. Двумя белками, способными опосредовать такой транспорт, являются Ca ²⁺ -ATPase (PMCA) плазматической мембраны или обменник NCX Na ⁺ /Ca ²⁺. Клетки проксимальных канальцев экспрессируют изоформы PMCA1 и PMCA4, которые могут служить первичным механизмом клеточного оттока Ca ²⁺.

РубрикаРазное

Active Transport	пассивный транспорт
Active транспортировка требует клеточной энергии.	Пассивный транспорт не требует сотовой энергии.
Течет из областей с более низкой концентрацией в области с более высокой концентрацией	Течет из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией , белки, большие клетки, ионы и т. д.	Пассивный транспорт обычно используется для транспортировки веществ, таких как растворимые молекулы, которые включают воду, кислород, углекислый газ, моносахариды, липиды, половые гормоны.
Участвует в транспортировке различных молекул в клетке.	Участвует в поддержании равновесного уровня в клетке.
Активный транспорт – это энергетический процесс.	Это физический процесс.
Очень избирательно.	Частично неселективный
Это быстрый процесс.	Это умеренно медленный процесс.
Происходит в одном направлении.	Встречается в двунаправленном режиме.
Зависит от температуры.	Не зависит от температуры.
Требуются белки-носители.	Не участвуют белки-переносчики
Эта процедура сокращается или прекращается по мере снижения уровня содержания кислорода.	На эту процедуру не влияет содержание кислорода.
При активном транспорте Ингибиторы метаболизма останавливают активный транспорт.	При пассивном транспорте Ингибиторы метаболизма не влияют на пассивный транспорт.
Пример: Эндоцитоз, экзоцитоз, клеточная мембрана или натрий-калиевый насос — это разные типы активного транспорта.	Пример: Осмос, диффузия и облегченная диффузия являются различными типами пассивного транспорта

Транспорт пассивный и активный: Мембранный транспорт

Б. Пассивный и активный транспорт / Биохимия

Статьи раздела «Транспортные процессы»:

Разница между активным и пассивным транспортом — Разница Между

Главное отличие — активный против пассивного транспорта

Что такое активный транспорт

Основной активный транспорт

Вторичный активный транспорт

Что такое пассивный транспорт

Разница между активным и пассивным транспортом

Определение

Использование сотовой энергии

Типы транспорта

Роль

Транспортировка частиц

значение

Заключение

ПАССИВНЫЙ ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ

Биомембраны. Пассивный и активный транспорт веществ

1. БИОМЕМБРАНЫ

3. Основные функции биомембран

4. Различают пассивный и активный транспорт веществ.

5. Пассивный транспорт

7.

8. Активный транспорт – транспорт веществ против градиента концентрации, протекающий с затратой энергии

10. Молекулярный механизм работы K+ — Na+ — АТФ-азы

11. Молекулярный механизм работы K+ — Na+ — АТФ-азы

12. ВТОРИЧНЫЙ АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ

13. СХЕМЫ ВТОРИЧНОГО АКТИВНОГО ТРАНСПОРТА

16. Транспорт сахаров

17. Пассивный транспорт сахаров

18. Стимуляторы транспорта сахаров

19. Транспорт воды

20. Транспорт минеральных ионов

21. Транспорт органических кислот

22. Транспорт красителей

Primary Active Transport | Biology

5.11: Первичный активный транспорт

Взаимосвязь между концентрацией, электрическими и электрохимическими градиентами

Натриево-калиевый насос

Транспорт пассивный

6 — Активный транспорт — СтудИзба

Рекомендуемые файлы

Активный и пассивный транспорт — определение, 18 основных различий, примеры

Активный против.Пассивный транспорт в клетках

Biology4Kids.com: Cell Функция: Пассивный транспорт

Пассивный транспорт Определение и примеры

Определение пассивного транспорта

Пассивный и активный транспорт

Типы пассивного транспорта

Биологическое значение

См. также

Дополнительная литература

Разница между активным и пассивным транспортом

Что такое активный транспорт?

Первично-активный транспорт

Вторичный активный транспорт

Что такое пассивный транспорт?

Осмос

Простая диффузия

Облегченная диффузия

Фильтрация

Важность пассивного транспорта

Разница между активным и пассивным транспортом

Заключение

Пассивная диффузия против активного транспорта

Пассивный транспорт – обзор

Механизмы транспорта кальция в проксимальных канальцах

Добавить комментарий Отменить ответ