Транспорт веществ

ТРÁНСПОРТ ВЕЩÉСТВ (от лат. transporto – переношу, перемещаю, перевожу) в живых организмах, включает доставку необходимых соединений к определённым органам и тканям (с помощью кровеносной системы у животных и проводящей системы у растений), всасывание их клетками и передвижение внутри клеток, а также выведение продуктов обмена веществ. Эти процессы можно разделить по их механизму на транспорт с током жидкости (напр., с кровью, жёлчью, мочой, с током растит. сока, содержащегося в сосудах ксилемы, флоэмы), диффузию в растворах (в клетках и межклеточной жидкости) или газовой фазе (в лёгких, межклетниках листьев растений), транспорт через биол. мембраны. Т. в. через биол. мембраны осуществляется, как правило, спец. транспортными системами, их работа определяет скорость процессов поступления веществ и обмен веществ в клетках, а, следовательно, и во всём организме.

Различают пассивный и активный Т. в. через мембраны. В первом случае Т. в. происходит самопроизвольно, при этом молекулы и ионы переносятся в область с более низким электрохимич. потенциалом. Перенос молекул (ионов) в обратном направлении (активный транспорт) возможен только при одновременной затрате энергии, источником к-рой может служить гидролиз АТФ или окислит.-восстановит. реакции в цепях переноса электронов, и осуществляется спец. мол. системами – "ионными насосами". Следствием такого активного Т. в., наз. первичным, является неравновесное распределение ионов Н+, Са2+, Na+, K+ внутри клетки и между клеткой и окружающей средой; оно, в свою очередь, обеспечивает работу систем сопряжённого, или вторичного активного, Т. в. через мембраны. Примером сопряжённого Т. в. служит перенос сахаров и аминокислот в клетки кишечного эпителия. Мембрана, обращенная в просвет кишечника, содержит белковый переносчик, к-рый осуществляет перенос глюкозы (или определённой аминокислоты) только вместе с ионами натрия. Na+ входит в клетку пассивно, но одновременно происходит перенос молекулы, к-рый может быть активным; в сумме свободная энергия в системе уменьшается. Из клеток Na+ удаляется Nа+/К+-АТФазой, включённой в мембрану, обращенную в сторону кровеносной системы кишечника. Сопряжённый Т. в. обеспечивает перенос разнообразных метаболитов через мембраны всех клеток организмов.

Пассивный Т. в. через мембраны количественно характеризуется величиной проницаемости, к-рая может резко различаться для разных веществ, но в конечном счёте определяется законами диффузии и электродиффузии. Простая диффузия легко происходит через липидный слой мембран только в случае веществ, хорошо растворимых в липидах, к к-рым относятся мн. лекарства.

Ионы (Na+, К+ и Са2+) переносятся через мембраны нервных, мышечных и др. клеток благодаря наличию в них "ионных каналов", к-рые открываются и закрываются в зависимости от величины разности электрич. потенциалов на мембране или действия химич. медиаторов.

Выключение или резкое изменение свойств переносчиков и каналов лежит в основе действия мн. токсич. веществ. Нек-рые вещества ("ионофоры") сами способны создавать каналы в липидном слое мембраны. Действие ряда лекарств. препаратов основано на изменении свойств каналов и переносчиков, к-рое позволяетрегулировать Т. в. в клетках и целом организме.

Кларксон Д., Транспорт ионов и структура растительной клетки, пер. с англ., М., 1978; Котык Α., Яначек К., Мембранный транспорт, пер. с англ., М., 1980; Люттге У., Хигинботам Н., Передвижение веществ в растениях, пер. с англ., М., 1984.