Transportul membranar

Efectuarea transportului prin membrane sau prin plasmalema este asigurata de proprietatea membranelor sau a plasmalemei de permeabilitate selectiva. Se disting mai multe tipuri de transport, in functie de:

a) consumul energetic: transport pasiv (fara consum de energie) si transport activ (cu consum de energie prin intermediul ATP);

b) marimea moleculei transportate: transport de ioni (molecule mici), transportul macromoleculelor

c) numarul substantelor transportate (sistem uniport, cotransport (simport, antiport)).

A. TRANSPORTUL PASIV

Difuziunea simpla poate avea loc prin stratul dublu lipidic sau prin proteine.

Ca exemplu pentru difuziunea simpla prin stratul dublu lipidic putem lua patrunderea substantelor liposolubile conform coeficientului de partitie intre ulei si apa. Overton a constatat faptul ca patrunderea substantelor in celule este proportionala cu solubilitatea substantelor in lipide, masurata prin coeficientul de partitie al substantei intre ulei si apa. Cu cat acest coeficient este mai mare, cu atat substanta este mai liposolubila si patrunde mai repede in celule. Exista insa si exceptii de la regula lui Overton: apa, ureea si metanolul.

Referitor la difuziunea simpla mediata de peptide amintim transportul ionilor prin intermediul ionoforilor (polipeptide produse de microorganisme).

Exista 2 tipuri de ionofori: transportori mobili (carausi) si de tip canal. Ionoforii din prima categorie sunt peptide ciclice care au la interior un spatiu polar in care sechestreaza un anumit ion: de exemplu valinomicina leaga K+.

Exteriorul ionoforului este hidrofob. Ionoforii din aceasta categorie preiau ionul de pe o suprafata a membranei, difuzeaza prin stratul dublu lipidic si elibereaza ionul pe fata cealalta, acestia formand pori care strabat bistratul lipidic, prototipul fiind gramicidina (peptid liniar compus din 15 aminoacizi cu resturi laterale hidrofobe).

Ionoforii produsi de microorganisme sunt antibiotice. Ele sunt arme de aparare ale unor microorganisme impotriva altora fiindca anihileaza potentialul de membrana. Ionofori de tip canal sunt: filipina, nistatina, amfotericina B, care formeaza pori doar in membranele cu continut de steroli (de exemplu membranele fungilor). De aceea sunt utilizate in practica medicala drept antifungice (antimicotice).

Ionoforii sunt folositi ca instrumente de investigare a multor procese in biologia celulara si moleculara. Printre altele, ionoforul A 23187 introduce Ca2+ si Mg2+ in celule transportand in afara 2 H+. Acest ionofor nu influenteaza potentialul membranar, doar creste concentratia intracelulara de Ca2+, astfel fiind folosit pentru studiul efectelor Ca2+.

Difuziunea facilitata - se produce de la o concentratie mai mare la una mai mica, dar substantele transportate trec mult mai rapid (de 100.000 de ori) decat ar fi de asteptat pentru dimensiunea si solubilitatea lor in lipide. Substantele sunt transportate de proteine specifice, care se comporta ca niste enzime legate de membrana, deoarece difuziunea facilitata are caracteristici comune cu cataliza enzimatica.

Fiecare proteina transportoare are un loc specific de legare a substratului (substanta transportata). Viteza transportului atinge valoarea maxima (Vmax) caracteristica pentru fiecare transportor, atunci cand acesta este saturat (toate locurile de legare sunt ocupate). Apoi, fiecare transportor are o constanta caracteristica de legare a substantei ce o transporta, numita KM, egala cu concentratia substantei cand viteza de transport atinge 1/2 din valoarea maxima. Alte caracteristici asemanatoare catalizei enzimatice ar fi:

1) dependenta de pH;

2) inhibitia competitiva prin compusi similari cu substratul;

3) inhibitia necompetitiva prin alte substante (ioni de metale grele) prezente in urme.

Prin difuziune facilitata se realizeaza:

a) transportul anionilor;

b) transportul ureei;

c) transportul glicerolului;

d) transportul unor neelectroliti prin membrana eritrocitului;

e) transportul glucozei;

f) transportul aminoacizilor - prin plasmalema celulelor.

1. Benga, Gh, Biologie celulara si moleculara, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1976.

2. Ionescu-Varo, M., Biologie celulara, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1976.