3.12 : Облегченная диффузия

Плазматическая мембрана, критическая структура в клеточной биологии, содержит массив транспортеров или белков-переносчиков, вкрапленных в ее липидный бислой. Эти белки играют решающую роль в транспорте растворенных веществ посредством облегченной диффузии, формы пассивной диффузии, которая использует транспортеры для перемещения молекул через мембрану.

В этом процессе субстраты, такие как органические соединения и ионы, взаимодействуют с транспортером с одной стороны, вызывая конформационные изменения в белках, которые обеспечивают транслокацию субстрата без каких-либо затрат АТФ. Перемещение этих субстратов, как в клетку, так и из нее, регулируется электрохимическим градиентом до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия — баланс между концентрацией и зарядом внутри и снаружи клетки.

Этот метод облегченной диффузии ускоряет движение растворенного вещества по сравнению с пассивной диффузией без транспортера. Селективность этих белков-переносчиков является ключом к этому процессу, поскольку их структура позволяет связываться только определенным эндогенным соединениям или препаратам. Например, органический катионный транспортер (OCT1) обеспечивает транспортировку определенных молекул: кишечное всасывание только витаминов, таких как тиамин, и печеночное всасывание только определенных препаратов, таких как метформин и леводопа.

Однако, будучи опосредованной переносчиком, эта система проявляет насыщение и структурную селективность для препарата, демонстрируя конкурентную кинетику для препаратов со схожей структурой. Облегченная диффузия играет незначительную роль в абсорбции препарата из-за преобладания активных транспортеров. Это подчеркивает сложность и специфичность механизмов клеточного транспорта, особенно в отношении введения и абсорбции препарата.