Транспорт веществ пассивная диффузия

Рис. 37. Виды пассивного и активного транспорта веществ через мембрану /, 2 — простая диффузия через бислой и канальную структуру, 3 — облегченная диффузия, 4 — первично-активный транспорт, 5 — вторично-активный транспорт

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]

Различают два вида мембранного транспорта активный и пассивный. Если вещества двигаются через мембрану из участка с высокой концентрацией в сторону более низкой концентрации, то такой транспорт называют пассивным, или диффузией. Диффузия протекает без затрат энергии и может быть простой или облегченной. [c.109]

Ясно, ЧТО этот процесс принципиально отличен от обычной тепловой диффузии. Последняя лежит в основе пассивного транспорта, который протекает по обычному закону Фика в направлении градиента концентрации. Пассивный транспорт в клетке играет минимальную роль, но все же не равен нулю. Проследить за ним можно, например, с помощью изотопной метки. Смысл липоидных мембран в том, что они плохо проницаемы, а иногда и совсем непроницаемы для водорастворимых метаболитов. Таковы преимущественно вещества, участвующие в жизнедеятельности, так как все ферментативные реакции протекают в водном растворе. Именно создавая препятствия пассивному транспорту, т. е. диффузии, клетка и организм в целом защищаются от различных ядов и производят, как принято говорить, исключение определенных веществ, присутствующих во внешней среде. Однако мы хорошо знаем, что исключение ядов не является абсолютным. Несмотря на все защитные меры, диффузия все же происходит. [c.177]

Как известно, в случае пассивной диффузии вещества движущей силой служит только фадиент его концентрации (Ац) вне и внутри клетки. Если подобный фадиент существует и в процессе активного транспорта вещества, он может вносить определенный вклад в общую движущую силу процесса, однако этот вклад не является определяющим. В большинстве случаев перенос вещества по механизму активного транспорта происходит против концентрационного фадиента этого вещества. [c.103]

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]

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]

Прямо противоположный характер имеют явления положительной активной диффузии, где концентрация диффундирующего вещества за мембраной оказывается выше, чем перед ней. Этот вид активной диффузии, отсутствующий, по-видимому, в неживой природе, но широко распространенный в живом организме, носит в физиологии название секреции. Здесь перемещение вещества от меньшей концентрации к большей происходит за счет одновременного протекания неравновесных химических процессов. Явления секреции относятся к важнейшим проявлениям жизнедеятельности живого организма. Они происходят во всех железах, а также в таких органах, как почки. Существует теория дыхательных процессов, в которой предполагается, что в легких происходит секреция кислорода. Однако господствующим в современной физиологии является взгляд, согласно которому эта теория неправильна, и транспорт кислорода в легких может быть целиком истолкован, исходя из представления об обычной (пассивной) диффузии. [c.104]

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

Почвенные бактерии играют основную роль в питании растений. Некоторые авторы уже отмечали, что транспорт питательных веществ осуществляется не только в результате пассивной диффузии или передвижения почвенных растворов в ходе испарения, но также и в результате активного транспорта микроорганизмами почвы. Для некоторых питательных веществ такой активный транспорт является преобладающим. [c.234]

Пассивный транспорт веществ при участии переносчиков характеризуется некоторыми чертами, отличающими его от простой диффузии. [c.75]

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]

Транспорт веществ через мембрану. Проницаемость биомембран. Проницаемость липидных мембран при фазовых превращениях липидов. Проницаемость липидных мембран для воды. Ионная проницаемость липосом. Влияние холестерина на ионную проницаемость биомембран. Методы изучения проницаемости. Движущие силы и механизмы процесса переноса вещества через мембрану. Электрохимический потенциал. Активный и пассивный транспорт. Термодинамические уравнения и критерии процессов пассивного и активного транспорта. Уравнения диффузии, проницаемости, константа проницаемости. [c.283]

Пассивный транспорт веществ возможен без участия белков-переносчиков (простая диффузия), а также с участием специальных переносчиков (облегченная диффузия). [c.101]

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]

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]

Большинство растворенных веществ распределены относительно плазмолеммы неравномерно. Неравновесная трансмембранная разность концентраций поддерживается благодаря активным процессам, протекающим в мембране, которые постоянно потребляют химическую энергию, запасенную в форме АТР. Эти малоизученные системы, с помощью которых осуществляется активный транспорт веществ против концентрационного градиента, называют мембранными насосами. Если отключить источник энергии такого насоса, то активный транспорт прекратится, распределение вещества, для которого мембрана проницаема, начнет определяться пассивной диффузией и концентрация вещества постепенно сместится к равновесному уровню (рис. 1.16) [c.41]

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]

Пассивный транспорт — это перенос молекул по концентрационному или электрохимическому градиенту, т. е. он определяется только разностью концентрации переносимого вещества на противоположных сторонах мембраны или направлением электрического поля и осуществляется без затраты энергии АТФ. Возможны два типа диффузии простая и облегченная. [c.308]

Растворенные вещества могут переноситься как активно, так и пассивно. Активный транспорт происходит с затратой энергии, и его рассмотрение выходит за пределы нашей книги. Читателю, интересующемуся этим вопросом, можно порекомендовать книгу Штейна, которая имеется в списке рекомендуемой литературы. Мы ограничимся рассмотрением только пассивного транспорта, который происходит за счет диффузии. [c.313]

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]

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]

Рис. 19.2. Графическая оценка вклада диффузии в общее поглощение растворенного вещества бактериальными клетками. Поглощение, обусловленное транспортом, равно разности между общим и пассивным поглощением. Его можно измерять либо скоростью процесса, либо общим количеством поглощенного вещества.

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]

Признание градиента водного (или химического) потенциала движущей силой водообмена не исключает механизмов, обусловливающих активный транспорт воды, который так называется в отличие от пассивного, идущего по градиенту водного потенциала. Этот термин не очень удачен. Лучше было бы говорить о транспорте воды по градиенту водного потенциала и о транспорте вопреки этому градиенту. Но, поскольку в физиологии растений уже укоренилось понятие активного транспорта воды — в противовес пассивному, мы также будем пользоваться нм, понимая под этим транспорт вопреки градиенту водного потенциала. Это согласуется с точкой зрения А. Крафтса и др. [106] Под названием активно регулируемая вода мы понимаем ту часть воды, которая может перемещаться или удерживаться вопреки имеющемуся градиенту давления диффузии за счет процессов, требующих расходования энергии, освобождающейся при обмене веществ (с. 189). [c.46]

Наличие трансмембранного градиента концентрации молекул различных веществ является движущей силой пассивного транспорта. Различают два типа пассивного транспорта — диффузию через каналы и диффузию, связанную с наличием специальных переносчиков в мембране. [c.8]

Трансмембранное движение веществ может осуществляться путем диффузии через гидрофильные и гидрофобные зоны мембран, пассивного и активного транспорта, экзо- и эндоцитоз а. [c.41]

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]

ЦПМ является основным барьером, обеспечивающим избирательное поступление в клетку и выход из нее разнообразных веществ и ионов. Осуществляется это с использованием разных механизмов мембранного транспорта. Вьщеляют 4 типа фанспорт-ных систем, с участием которых происходит проникновение молекул в бактериальную клетку пассивную диффузию, облегченную диффузию, активный фанспорт и перенос химически модифицированных молекул. [c.50]

Транспорт веществ при облегченной диффузии протекает не линейно (как при пассивной диффузии), а с определенным уровнем насыщения (maximum), после которого возрастание разности концентраций вещества не сказывается на скорости его переноса Этот вид транспорта кинетически сходен с ферментативным катализом [c.267]

Выделение поступивших в организм токсических веществ происходит различными путями через легкие, желудочно-кишечный тракт, почки, кожу. С выдыхаемым воздухом через легвсие вьщеляются летучие вещества (бензол, толуол, ацетон, хлороформ и многие другие) или летучие метаболиты, образовавшиеся при биотрансформации ядов. Нащ)имер, одним из конечных продуктов биотрансформации хлороформа, четыреххлористого углерода, этиленгликоля и многих других веществ является углекислота, которая выводится через легкие. Резервированные и щ1ркудирующие в крови яды и их метаболиты выводятся почками путем пассивной фильтрации в почечных клубочках, пассивной канальцевой диффузии и активным транспортом. Многие токсические вещества (ртуть, сероуглерод) выделяются потовыми железами кожи, а также слюнными железами. Многие яды и их метаболиты, образующиеся в печени, выделяются с желчью в кишечник. Такой путь выведения характерен для металлов (ртуть, свинец, марганец и др.). Обратная резорбция металлов из кишечника в кровь и из крови в печень обусловливает кишечно-почечную циркуляцию металлов, которая и определяет в итоге долю металла, выводимого кишечником. [c.9]

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. [c.85]

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]

Для того чтобы осуществился процесс всасывания лекарственной субстанции, если лекарство вводится в организм не внутрисосудис-то, непременно необходимы два условия 1) лекарственное вещество должно высвободиты я из лекарственного препарата 2) высвободившееся вещество должно достигнуть поверхности ж асывания (диффузия к месту абсорбции). Дальнейший транспорт лекарственного вещества осуществляется пассивно (диффузия, конвекция) и активно (транспортные белки организма). [c.115]

Пассивный и активный мембранный транспорт. Второй основной вопрос в проблеме мембранного транспорта — выяснение движущих сил этого процесса. Пассивным транспортом называют перемещение веществ путем диффузии по электрохимическому, т. е. по электрическому и концентрационному, градиенту. Так перемещаются, например вещества, если их концентрация во внешней среде более высока, чем в клетке. Активный транспорт — это трансмембранное перемещение веществ против электрохимического градиента с затратой метаболической энергии, как правило, в форме АТР. Примерами активного транспорта служат ионные насосы Н -АТРаза, Na+, К + -АТРаза, Са +-АТРаза, анионная АТРаза. [c.262]

В разд. 5.9.8 уже говорилось, что обмен веществами между отдельными клетками и окружающей их средой может происходить пассивно, т. е. за счет процессов диффузии и осмоса, и с затратой энергии — путем активного транспорта, эндоцитоза и экзоцитоза. Внутри клетки вещества перемещаются в основном благодаря диффузии, однако и там известен энергозависимый транспорт, например с токами цитоплазмы. Эти способы переноса обеспечивают достаточную скорость и эффективность обмена на небольщих расстояниях, поэтому одноклеточные организмы и даже многоклеточные с высоким отнощением поверхности тела к его объему не нуждаются в особых транспортных системах. Например, у таких относительно мелких животных, как дождевые черви, обмен дьгхательных газов (кислорода и диоксида углерода) осуществляется путем их диффузии между окружающим воздухом и внутренними органами через наружные покровы тела. [c.97]

Неспецифическая диффузия осуществляется, не требуя специальных механизмов вещества проникают через мембрану благодаря наличию кинков или в области мембранных дефектов. Пассивный и активный транспорт обеспечивается специальными структурами. В их числе каналы, переносчики, ферменты, обеспечивающие перемещение специфических ионов против их концентрационного градиента за счет энергии АТФ. [c.99]

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 то<-сины, бактерии, вирусы и пр. Каждая клетка при помощи плаз-.малеммы захватывает из среды нужные ей компоненть. Такой захват осуществляется при помощи эндоцитоза. [c.7]

Следует различать пассивное проникновение веществ через мембрану без участия посредников физическая диффузия) и активное проникновение веществ через мембрану с участием посредников — собственно транспорт (поскольку латинское transportare, которое в переводе означает перевозить , переносить , подразумевает участие посредника перевозчика или переносчика). [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология