Транспорт іонів

Транспорт іонів , перенесення іонів через біологічні мембрани в клітках і тканинах живих організмів; забезпечується пасивною проникністю біологічних мембран або ж активним транспортом іонів за рахунок роботи так званих молекулярних насосів, вбудованих в мембрани клітки або субклітинних часток. Роль Т. і. виключно важлива для нормальної життєдіяльності всіх живих організмів. Завдяки Т. і. у клітці здійснюється підтримка оптимальної концентрації іонів К ⁺ , Na ⁺ , Н ⁺ , Ca ²⁺ і ін., яка, як правило, різко відрізняється від концентрації іонів в довкіллі. Різниця концентрації (градієнт) іонів K ⁺ , Na ⁺ , Ca ²⁺ усередині і поза кліткою лежить в основі передачі збудження в організмах; градієнтів іонів Н ⁺ на мембрані клітинних органел мітохондрій і хлоропластів забезпечує запасання енергії в клітці при окисленні біологічному і фотосинтезі . Т. і. Ca ²⁺ з м'язової клітки приводить до розслаблення м'язів, вступ цих іонів в цитоплазму при збудженні викликає м'язове скорочення .

  Підтримка градієнта іонів на біологічних мембранах здійснюється молекулярними насосами (див., наприклад, « Натрієвий насос »), робота яких забезпечується, як правило енергією, що виділяється при розщеплюванні аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ); таким чином, іонні насоси одночасно виконують функцію ферментів, що розщеплюють АТФ і званих АТФ-азами. Найбільш важливі 3 таких ферменту: Н ⁺ — АТФ-аза в мітохондріях і хлоропластах, Ca ²⁺ — АТФ-аза в мембранах мишечних і деяких ін. кліток і К ⁺ , Na ⁺ — АТФ-аза в протоплазматічеських мембранах практично всіх кліток. Розщеплювання АТФ при роботі цих ферментів зв'язано з перенесенням відповідно іонів К ⁺ , Na ⁺ , Н ⁺ , Ca ²⁺ . Для регуляції внутріклітинних процесів (активація синтезу білків і ін. речовин, запуск механізму клітинного ділення і т.д.) велике значення мають Т. і. Ca ²⁺ , Na ⁺ і ін. в клітку і Т. і. К ⁺ з клітки, викликана збільшенням проникність мембран для цих іонів в результаті відкриття пір або активування переносників відповідних іонів в мембрані. Цей процес може включатися під дією нервового імпульсу, медіаторів (наприклад, ацетілхоліну) і гормонів; дія останніх на Т. і. часто буває не прямим, а опосередкованим активацією ферментів в мембрані або біосинтезу білків в ядрі і цитоплазмі за допомогою системи циклічних нуклеотидів. Порушення нормального Т. і. лежить в основі багатьох захворювань (деякі види отруєнь, порушення водно-сольового обміну, порушення функції органів при недоліку кисню або порушенні кровообігу, порушення секреції медіаторів і гормонів, дія радіації і так далі). Тому вивчення впливу різних речовин на Т. і. необхідно для розробки нових методів діагностики і лікування, а також для створення нових лікарських препаратів. Див. також Біоелектричні потенціали, Мембранна теорія збудження, Проникність біологічних мембран .

  Літ.: Ташмухамедов Би. А., Гагельганс А. І., Активний транспорт іонів через біологічні мембрани, Таш., 1973; Овчинників Ю. А., Іванов Ст Т., Шкроб А. М., Мембрано-актівні комплексони, М., 1974; Ськулачев Ст П., Трансформація енергії в біомембранах, М., 1972; Маркин Ст С., Чизмаджев Ю. А., Індукований іонний транспорт, М., 1974.

  Ю. А. Володимирів.