Прониц а емость біолог і чеських мембр а н, найважливіша властивість біологічних мембран (БМ), що полягає в їх здатності пропускати в клітку і з неї різні метаболіти (амінокислоти, цукру, іони і т.п.). П. б. м. має велике значення для осморегуляции і підтримання сталості складу клітини, її фізико-хімічний гомеостаз ; відіграє важливу роль в генерації і проведенні нервового імпульсу, в енергозабезпеченні клітини, сенсорних механізмах і ін. процесах життєдіяльності. П. б. м. обумовлена особливостями будови БМ, є осмотичним бар'єром між кліткою і середовищем, і служить характерним прикладом єдності та взаємозв'язку між структурою і функцією на молекулярному рівні.
БМ проникні лише для невеликого числа низькомолекулярних жиророзчинних речовин (гліцерин, спирти, сечовина та ін.). Така проникність (проста дифузія) грає порівняно малу роль в процесах перенесення речовин через мембрани. Більш важливі процеси переносу (транслокації) речовин через БМ відбуваються за участю специфічних систем транспорту. Припускають, що ці системи містять мембранні переносники (білки або ліпопротеїди) і, можливо, ряд ін. Компонентів, які здійснюють пов'язані з транспортом функції (наприклад, рецепторні). Переносник (або їх система) пов'язує переноситься речовина (субстрат) і може переміщатися в мембрані. Якщо переносники нерухомо фіксовані в БМ, то вважають, що в БМ існують специфічні для розширення і перенесення речовини пори або канали (рис. 1). Якщо переносник зв'язується з субстратом шляхом невалентних взаємодій (іонними, гідрофобними і ін. Силами), то такий процес називається вторинною транслокацией; розрізняють 3 її типу (рис. 2): полегшена дифузія (уніпорт), котранспорт (симпорт) і протівотранспорта (антіпорт). Механізм полегшеної дифузії не залежить від перенесення ін. Речовин в клітку або з клітки. Цим способом переноситься, наприклад, глюкоза в еритроцити. Котранспорт - спільний транспорт двох (або більше) речовин в одному напрямку. Так, транспорт глюкози і амінокислот через слизові оболонки тонкого кишечника пов'язаний з транспортом іонів Na +. Механізм протівотранспорта на увазі сполучення перенесення речовини в одному напрямку з потоком ін. Речовини в протилежному напрямку. Цим способом здійснюється протилежно спрямований перенесення іонів Na + і К + в нервових клітинах (див. Мембранна теорія збудження ) .Процесс сполученого транспорту (симпорт і антіпорт) мають велике значення в тих випадках, коли переноситься речовина рухається проти градієнта концентрації (з області меншою в область більшої концентрації). Такий активний транспорт, на відміну від пасивного транспорту (по концентраційному градієнту), вимагає витрат енергії. Енергозабезпечення активного транспорту досягається за рахунок сполучення вторинної транслокації з ферментативними реакціями розриву або утворення хімічних зв'язків. При цьому енергія хімічного перетворення витрачається на підтримання осмотичного потенціалу або асиметрії по обидві сторони мембрани.
Транспорт речовин через БМ, пов'язаний з розривом або утворенням валентних зв'язків, називається первинної транслокацией. Типовий приклад такого процесу - робота «Натрієвого насоса» , Сполучена з хімічною реакцією гідролізу багатого енергією аденозинтрифосфату (АТФ), що каталізує ферментом аденозінтріфосфатаза. Гідроліз АТФ супроводжується перенесенням іонів Na + з клітини і надходженням в клітку іонів К +; припускають, що переносником іонів К + є вільний фермент, а іонів Na + - фосфорілірованний фермент, що утворюється в ході гідролізу АТФ. До сих пір не вдалося виділити переносників з БМ клітин тварин. У бактерій чітко доведено (головним чином генетичними методами) існування переносників - т. Зв. пермеаз , Деякі з них (наприклад, М-білок - переносник лактози у кишкової палички) виділені в чистому вигляді. Є дані, що показують, що активний транспорт цукрів і амінокислот у бактерій пов'язаний з окисленням D-молочної комітети. У деяких бактерій виявлено велику кількість «зв'язуючих білків», які, можливо, є рецепторними компонентами відповідних транспортних систем.
П. б. м. регулюється гормонами і ін., біологічно активними речовинами. Так, деякі стероїдні гормони, інсулін та ін. Збільшують проникність мембран еритроцитів, м'язових і жирових клітин. П. б. м. збудливих клітин (наприклад, нервових) залежить від особливих речовин - медіаторів (Ацетилхолін і ін.). На П. б. м. для іонів сильно впливають антибіотики (валиномицин, граміцидин, нонактін), а також деякі синтетичні поліефіри. У дослідженнях П. б. м. - однієї з найважливіших проблем молекулярної біології - велике значення мають модельні мембрани: ліпідні моношари, штучні двошарові мембрани, багатошарові замкнуті мембрани (ліпосоми) і т.п. Для вивчення П. б. м. широко застосовуються електро-хімічні, фізичні та хімічні методи. Див. також біологічні мембрани .
Літ .: Біологічні мембрани, М., 1973; Гершанович В. Н., Біохімічні і генетичні основи перенесення вуглеводів в бактеріальну клітину, М., 1973; Нікольський Н. Н. Трошин А. С., Транспорт Сахаров через клітинні мембрани, Л., 1973; Ташмухамедов Б. А., Гагельганс А. І., Активний транспорт іонів через біологічні мембрани, Таш., 1973; Mitchell P., Translocations through natural membranes, «Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology», 1967, v. 29; Kaback Н. R., Transport, «Annual Review of Biochemistry», 1970, v. 39.
В. К. Антонов.
Мал. 2. Механізми вторинної транслокації: S і R - субстрати, Х - переносник; А - уніпорт, Б - симпорт, В - антіпорт.
Мал. 1. Транспорт речовин через біологічну мембрану за участю переносників: S - субстракт; X, Y, a, b, c, d, e - переносники; А - транспорт за участю одного переносника, Б - транспорт за участю двох переносників, В - транспорт по специфічному каналу (порі).
