Pasivni transport kroz ćelijsku membranu

Transporte kroz ćelijsku membranu možemo podijeliti u:

• pasivni
• aktivni
• vezikularni

Pasivni transport kroz ćelijsku membranu

Pasivni transport predstavlja transport kroz membranu niz koncentracijski gradijent, tj. sa mjesta veće ka mjestu manje koncentracije. Ovakav vid transporta se odvija bez utroška dodatnog vida energije, jer je kinetička energija tvari koja se transportira dovoljna da se izvrši ovaj vid transporta. Pasivni transport su difuzija, osmoza i filtracija.

Difuzija

je prijelaz čestica s mjesta veće ka mjestu manje koncentracije. Difuzija se može podijeliti na:

• Prostu (jednostavnu) difuziju. Ovom vrstom difuzije prolaze:
  • tvari topive u lipidima,
  • tvari topive u vodi kroz proteinske kanale
• Olakšanu (facilitiranu) difuziju ili nosačem posredovanu difuziju. Ovaj vid difuzije koriste tvari koje su djelomično topive u lipidima, a zbog svoje veličine  ne mogu proći kroz proteinske kanale, te se za svoj transport koriste proteinskim nosačima.Tvar se veže za nosač pri čemu kompleks tvar- nosač postaje topiv u lipidima, dolazi do konformacione promjene nosača, i na taj način se vrši transport te tvari.

Ovaj vid difuzije koriste tvari kao što su glukoza, aminokiseline, itd.

Za razliku od jednostavne difuzije gdje brzina ovisi o razlici koncentracija, olakšana difuzija doseže neku maksimalnu brzinu, nakon čega se ta brzina smanjuje. Odlučujući faktor za brzinu olakšane difuzije je broj slobodnih mjesta na proteinskom nosaču.

Neto difuzija tj. količina tvari koja difundira kroz membranu zavisi od niza faktora koje možemo podijeliti na:

Faktore od strane membrane:

• površina membrane (direktno proporcionalno)
• debljina membrane (obrnuto proporcionalno)
• broj proteinskih kanala i proteinskih nosača (direktno proporcionalno)

Faktore od strane tvari koja difunduje:

• koncentracijski gradijent (direktno proporcionalno)
• veličina molekule (obrnuto proporcionalno)
• molekulska masa     (obrnuto proporcionalno)
• topivost tvari u lipidima (direktno proporcionalno)
• Temperatura(direktno proporcionalno)

Difuzijski potencijal je potencijal na membrani koji nastaje zbog difuzije jona. Na difuziju jona utiču dvije sile: koncentracijski i električni gradijent, koji se jedan drugom suprostavljaju i koji je veći određuje smijer kretanja jona. Kada se ove sile izjednače, prestaje difuzija, tj. Neto difuzija je jednaka nuli. Tada se na membrani uspostavlja ravnotežni potencijal.

Difuzijski potencijal se izračunava pomoću Nernstove jednačine:

EMS(mV) = +61 log conc int.c. / conc. exst.c.

Za izračunavanje difuzijskog potencijala, kada se difuzijom transportuje nekoliko različitih jona, koristi se Goldmanova jednačina. Ona pored razlike koncentracija jona, vodi računa i o permeabilnosti membrane i naboju jona.

EMS(mV)= –61 log        cNa+i* PNa+ +cKi*PK+ +eCI e*PCI

C Na+e*PNa+ +cK+e*PK+ +c CI i*PCI

(još jedna definicija Nernstovog potencijala: razina potencijala na membrane koja spriječava neto difuziju jona u bilo kojem smjeru kroz membranu)

Osmoza

je prolazak čestica rastvarača kroz semipermeabilnu membranu s mjesta manje na mjesto veće koncentracije rastvorene supstance. Semipermeabilna membrana je takva membrana koja propušta samo čestice rastvarača – vode, a ne propušta čestice rastvorene u njoj – molekule ili jone. Sila koja se suprostavlja osmozi naziva se osmotski pritisak. Njega stvaraju nedifuzibilne čestice na membrani.

Vrijednost osmotskog pritiska ne zavisi od veličine već isključivo zavisi od broja rastvorenih čestica i direktno je proporcionalan tom broju, zbog toga je uveden pojam osmol koji koncentraciju izražava brojem čestica, a ne masom.

1 osmol označava broj molekula u 1 molu nedisocirane rastvorene supstance. Tako 1 mol glukoze jednako 1 osmolu glukoze, jer glukoza ne disocira , a 1 mol NaCl-a iznosi 2 osmola jer NaCI disocira na Na+ i Cl־.

Filtracija

je kretanje rastvorenih čestica i rastvarača kroz semipermeabilnu membranu pod gradijentom hidrostatičkog pritiska.