Облегченная диффузия. Механизмы облегченной диффузии

Перенос веществ и ионов через мембрану за счет диффузии происходит в направлении снижения электрохимического потенциала. Он может быть ускорен, если будет осуществляться с помощью переносчика. Возможны различные механизмы такого переноса. Это транспорт с помощью переносчиков за счет диффузии переносчика вместе с веществом в мембране (так называемые подвижные переносчики); перенос вещества через поры (каналы). Отсюда облегченный транспорт получил второе название — облегченная диффузия, при которой скорость транспорта возрастает линейно с увеличением концентрации переносимого вещества А. В случае облегченной диффузии в области больших концентраций вещества (А) наблюдается насыщение: скорость транспорта достигает максимального значения Vmaх.

Это выполняется и в случае, когда начальная скорость равна нулю при нулевой концентрации вещества на внутренней стороне мембраны и в том случае, когда внутренняя концентрация вещества Л, не равна нулю, но много меньше внешней концентрации А.

На рисунке показан механизм облегченной диффузии с участием переносчика. Проникающее вещество А, образует на внешней стороне мембраны в водной фазе комплекс вещество-переносчик (СА). Постулировано, что только СА может свободно проникать через мембрану. На внутренней стороне мембраны со стороны водной фазы происходит распад комплекса и освобождение А. В начальный момент концентрация СА равна нулю. Уравнение, описывающее перенос А в комплексе с переносчиком, практически полностью совпадает с уравнением для ферментативной реакции образования фермент—субстратного комплекса. Однако переносчики отличаются от фермента тем, что могут транспортировать А как в прямом, так и в обратном направлении, в то время как ферментативная реакция превращения субстрата в продукт протекает в одном направлении.

облегченная диффузия

В случае если скорости образование и распада вещества с переносчиком превышают скорость диффузии, перенос молекул может быть описан уравнением Михаэлиса-Ментен. Это уравнение может быть использовано для определения «кинетических параметров» процесса диффузии, т. е. величина Vmax (максимальная скорость) и Кт (константа Михаэлиса).

При транспорте с помощью переносчиков близких по структуре веществ может наблюдаться взаимное конкурентное ингибирование, аналогичное процессу, который происходит в ферментативных реакциях. Этот факт подтверждает существование в молекуле переносчика специфических участков связывающих А.
Благодаря облегченной диффузии витамин В12 всасывается из кишечника и, возможно, катехоламин проникает в нервные клетки.

Следовательно, облегченный транспорт относится к процессам, в которых вещество движется через мембрану только по определенным путям, посредством способных к насыщению механизмов, не требующих непременного снабжения энергией. При облегченной диффузии структурные состояния транспортного белка не отличаются существенно по энергии, и переход из состояния с более низкой энергией в состояние с более высокой энергией может быть осуществлен за счет энергии, освобождающейся при связывании самого лиганда.

- Читать далее "Активный транспорт веществ. Унипорт и антипорт"

Оглавление темы "Транспорт лекарственных средств в организме":
1. Биотранспорт лекарственных средств. Активный транспорт лекарственных веществ
2. Пассивный транспорт лекарств. Простая или пассивная диффузия лекарств
3. Облегченная диффузия. Механизмы облегченной диффузии
4. Активный транспорт веществ. Унипорт и антипорт
5. Транспортные белки. Транспортная система катионов
6. Транспортная система органических анионов. Переносчики органических анионов
7. Вывод лекарств из клеток. Белки участвующие в выводе лекарственных веществ
8. Транспорт лекарств в клетке. Белки переносящие лекарства внутри клетки
9. Сывороточный альбумин. Свойства сывороточного альбумина
10. Транспорт стероидов и жирных кислот. Транспорт сульфаниламидов

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: