21. Мембранен транспорт – видове и механизъм. Пасивен транспорт. Осмоза и филтрация

Функции на транспорта:

1. 
   регулира обема на клетката, йонния и рН състав
   
2. 
   доставя на клетката субстрати за енергия и строеж а изважда токсини и отпадни продукти
   
3. 
   чрез специфични транспортни системи, наречени помпи преобразува енергията и създава йонни градиенти (за нервни и мускулни клетки)
   

• 
  В зависимост от броя и посоката на преминаващите вещества – унипорт (съответно инпорт или експорт) – ако се пренася едно вещество, или котранспорт (съответно симпорт (еднопосочен) и антипорт (разнопосочен)) ако се пренасят повече вещества.
  
• 
  В зависимост от това дали се променя мембранният електричен потенциал или не, той бива електрогенен или електронеутрален, типичен пример за електрогенен е антипортът на натриеви и калиеви йони в съотношение 3:2 при йонната помпа.
  
• 
  В зависимост от молекулния механизъм - без приносител или с преносител, към първия вид спада дифузията, а към втория облекчената дифузия, като преносителите могат да бъдат подвижни и неподвижни.
  
• 
  В зависимост от посоката на изменение на свободната енергия (F=U-TS), ако тя намалява имаме пасивен транспорт, ако тя расте е нужна допълнителна енергия и тогава говорим за активен транспорт.
  

Пасивен транспорт. Няколко вида.

• 
  Свободна дифузия на незаредени частици, ако е без мембрана е свободна, иначе е несвободна и бива проста или облекчена (с преносител).
  

Наличието на йони влияе на дифузията – има движение под действието на градиента на електрическия потенциал – електродифузия

Уравнение на Нернст-Планк

където u е дифузионната подвижност, z е валентността на йоните, F е константата на Фарадей, а  е потенциалът на електричното поле.
Осмоза

Несвободна дифузия през полупропусклива мембрана

Теория на Вант-Хоф: възниква осмотично налягане , причината е, че в разтворителя повече молекули на разтвореното вещество удрят мембраната вследствие на топлинното си движение и създават това налягане (осмотично налягане), затова казват, че осмозата е дифузия на молекулите на разтворителя.

Закон на Вант Хоф за осмотичното налягане :

=i.R.T.n, където n е концентрацията на разтвореното вещество, T е абсолютната температура на разтвора, i е изотоничен коефициент, който за неелектролити е 1, а за електролити е 1 и зависи от степента на дисоциация.

Ако два разтвора са в осмотично равновесие казваме, че са изотонични. Равновесието се постига или чрез изравняване на концентрациите на разтворените вещества от двете страни на мембраната, или чрез преминаване на разтворителя през нея от по-разредения към по-концентрирания разтвор.

Осмозата е един от основните процеси за обмен на вещества в живите организми. Например водата от извънклетъчната среда прониква в клетките дотогава, докато осмотичните налягания на средата и клетката не се изравнят.
Филтрация:

Движение на течност през порите на мембраната под действие на хидростатичното налягане. p=.g.h,

Плътността на потока е j=L_p. p, където L_p е коефициент на филтрация.

Пример: при движението на кръвта в артериите става филтрация и водата от кръвта отива в лимфата и в съединителната тъкан, докато във вените протича осмоза и водата тогава постъпва в кръвта от лимфата и околните тъкани.

Диализа: метод за разделяне на високомолекулярните съединения и колоидни частици от нискомолекулярни примеси и йони чрез осмоза през неидеална полупропусклива мембрана.

За бъбреците, за пречистване на кръвта – хемодиализа, кръвта се пречиства с диализатори. При хемодиализата от кръвта в разтвора преминават токсичните нискомолекулни вещества, а от диализния разтвор в кръвта се внасят необходимите йони.