Транспорт ионов

Транспорт ионов (далее Т), перенос ионов через биологические мембраны в клетках и тканях живых организмов; обеспечивается пассивной проницаемостью биологических мембран или же активным транспортом ионов за счет работы так называемых молекулярных насосов, встроенных в мембраны клетки или субклеточных частиц. Роль Т исключительно важна для нормальной жизнедеятельности всех живых организмов. Благодаря Т в клетке осуществляется поддержание оптимальной концентрации ионов К⁺, ⁺, Н⁺, ²⁺ и др., которая, как правило, резко отличается от концентрации ионов в окружающей среде. Разница концентрации (градиент) ионов ⁺, ⁺, ²⁺ внутри и вне клетки лежит в основе передачи возбуждения в организмах; градиентов ионов Н⁺ на мембране клеточных органелл митохондрий и хлоропластов обеспечивает запасание энергии в клетке при окислении биологическом и фотосинтезе. Т ²⁺ из мышечной клетки приводит к расслаблению мышц, поступление этих ионов в цитоплазму при возбуждении вызывает мышечное сокращение.

Поддержание градиента ионов на биологических мембранах осуществляется молекулярными насосами (см., например, "Натриевый насос"), работа которых обеспечивается, как правило, энергией, выделяемой при расщеплении кислоты (АТФ); таким образом, ионные насосы одновременно выполняют функцию ферментов, расщепляющих АТФ и называемых АТФ-азами. Наиболее важны 3 таких фермента: Н⁺- АТФ-аза в митохондриях и ²⁺ - АТФ-аза в мембранах мышечных и некоторых др. клеток и К⁺, ⁺- АТФ-аза в протоплазматических мембранах практически всех клеток. Расщепление АТФ при работе этих ферментов сопряжено с переносом соответственно ионов К⁺, ⁺, Н⁺, ²⁺. Для регуляции внутриклеточных процессов (активация синтеза и др. веществ, запуск механизма клеточного деления и т.д.) большое значение имеют Т ²⁺, ⁺ и др. в клетку и Т К⁺из клетки, вызванные увеличением проницаемости мембран для этих ионов в результате открывания пор или активирования переносчиков соответствующих ионов в мембране. Этот процесс может включаться под действием нервного импульса, медиаторов (например, ацетилхолина) и гормонов; действие последних на Т часто бывает не прямым, а опосредованным активацией ферментов в мембране или биосинтеза в ядре и цитоплазме при помощи системы циклических нуклеотидов. Нарушение нормального Т лежит в основе многих заболеваний (некоторые виды отравлений, нарушения водно-солевого обмена, нарушение функции органов при недостатке или нарушении кровообращения, нарушение секреции медиаторов и гормонов, действие радиации и т.д.). Поэтому изучение влияния различных веществ на Т необходимо для разработки новых методов диагностики и лечения, а также для создания новых лекарственных препаратов. См. также Биоэлектрические потенциалы, Мембранная теория возбуждения, Проницаемость биологических мембран.

Лит.: Ташмухамедов Б. А., Гагельганс А. И., Активный транспорт ионов через биологические мембраны, Таш., 1973; Овчинников Ю. А., Иванов В. Т., Шкроб А. М., Мембрано-активные комплексоны, М., 1974; Скулачев В. П., Трансформация энергии в биомембранах, М., 1972; Маркин В. С., Чизмаджев Ю. А., Индуцированный ионный транспорт, М., 1974.

Ю. А. Владимиров.

	Copyright © 1999-2023 Oval.ru, All Rights Reserved.