36.1. Различие между пассивным и активным транспортом

Является ли процесс транспорта активным или пассивным, зависит от изменения свободной энергии транспортируемых компонентов. Рассмотрим случай, когда транспортируется незаряженное растворенное вещество (рис. 36.2). Свободная энергия его переноса из отсека 1, где оно находится в концентрации в отсек 2, где его концентрация равна составляет

Для заряженного компонента следует учитывать также электрический потенциал мембраны. Сумма концентрационной и электрической составляющих дает электрохимический потенциал. Изменение свободной энергии в этом случае составит

где электрический заряд транспортируемого компонента, мембранная разность потенциалов в вольтах и число Фарадея .

Если положительно, то процесс транспорта должен быть активным; если же отрицательно, то транспорт может осуществляться пассивно. Активный транспорт требует сопряжения с притоком свободной энергии, тогда как пассивный транспорт может идти спонтанно. Рассмотрим для примера транспорт незаряженного вещества из ккал/моль. При 25°С (298 К) ккал/моль, что указывает на активный транспорт, нуждающийся в притоке свободной энергии. Такой транспортный процесс может протекать за счет, например, гидролиза АТР, энергия которого составляет —7,3 ккал/моль в стандартных условиях.

Рис. 36.1. (см. скан) Электронная микрофотография негативно окрашенных межклеточных соединений, выделенных из клеток печени. По таким каналам диаметром 15 А ионы и небольшие молекулы могут перетекать из одной клетки в другую.