Различают 2 вида транспорта веществ: пассивный, когда частицы переносятся по градиенту без затрат энергии, и активный, требующий затрат химической энергии, которая освобождается при гидролизе АТФ. Пассивный перенос может происходить только при наличие градиентов на границах мембран: давления (осмотический градиент), концентрации (концентрационный градиент), потенциала (электрический градиент). При пассивном переносе вещество переносится по градиенту, например, молекулы и ионы переносятся из области повышенной концентрации в область пониженной концентрации; катионы перемещаются через мембрану по направлению напряженности электрического поля, а анионы – в противоположном направлении. Поток переносимого вещества зависит также от природы вещества, от строения и химического состава самой мембраны.
Типы пассивного транспорта:
1) Простая диффузия: так в клетке обеспечивается проницаемость мембран для кислорода и углекислого газа, большинства ядов и лекарственных средств. Происходит в результате хаотического теплового движения молекул. Это самый медленный и мало управляемый процесс.
2) Для переноса питательных веществ и необходимых для жизнедеятельности ионов эволюция выработала специальные белковые каналы (поры). Диффузия через поры происходит при возбуждении мембраны. В этом случае в ней открываются специальные каналы, через которые по градиенту устремляются потоки веществ и ионов.
3) Транспорт веществ с участием переносчиков. Валиномицин представляет собой нейтральную молекулу с высокой поляризуемостью, образующую с ионами К+ комплексы, которые снижают барьер для прохождения иона. Он транспортирует ион внутрь клетки. На внутренний поверхности мембраны ионы высвобождаются, а переносчик возвращается к наружной поверхности, и цикл повторяется. Второй переносчик – грамицидин. Он образует в мембране полярную пору. Такой транспорт имеет эстафетный характер – пора может быть образована несколькими последовательно расположенными молекулами, между которыми происходит передача иона. Ион может переноситься не одной, а сразу несколькими молекулами ионофора.