5.10: Ułatwiony transport

Właściwości chemiczne i fizyczne błon plazmatycznych powodują, że są one selektywnie przepuszczalne. Ponieważ błony plazmatyczne mają zarówno regiony hydrofobowe, jak i hydrofilowe, substancje muszą być w stanie przejść przez oba regiony. Hydrofobowy obszar membran odpycha substancje, takie jak naładowane jony. Dlatego takie substancje potrzebują specjalnych białek błonowych, aby pomyślnie przejść przez błonę. W ułatwionym transporcie, znanym również jako ułatwiona dyfuzja, cząsteczki i jony przemieszczają się przez błonę za pośrednictwem dwóch rodzajów białek transportowych błonowych: białek kanałowych i białek nośnikowych. Te białka transportujące błonę umożliwiają dyfuzję bez konieczności stosowania dodatkowej energii.

Białka kanałowe

Białka kanałowe tworzą hydrofilowy por, przez który mogą przechodzić naładowane cząsteczki, unikając w ten sposób hydrofobowej warstwy błony. Białka kanałowe są specyficzne dla danej substancji. Na przykład akwaporyny są białkami kanałowymi, które specyficznie ułatwiają transport wody przez błonę plazmatyczną.

Białka kanałowe są albo zawsze otwarte, albo bramkowane przez jakiś mechanizm kontrolujący przepływ. Bramkowane kanały pozostają zamknięte, dopóki określony jon lub substancja nie zwiąże się z kanałem lub nie wystąpi jakiś inny mechanizm. Bramkowane kanały znajdują się w błonach komórkowych, takich jak komórki mięśniowe i komórki nerwowe. Skurcze mięśni występują, gdy względne stężenia jonów po wewnętrznej i zewnętrznej stronie błony zmieniają się w wyniku kontrolowanego zamykania lub otwierania bramek kanałów. Bez regulowanej bariery skurcz mięśni nie zachodziłby sprawnie.

Białka nośnikowe

Białka nośnikowe wiążą się z określoną substancją, powodując zmianę konformacyjną w białku. Zmiana konformacyjna umożliwia ruch w dół gradientu stężenia substancji. Z tego powodu szybkość transportu nie zależy od gradientu stężeń, ale raczej od liczby dostępnych białek nośnikowych. Chociaż wiadomo, że białka zmieniają kształt, gdy ich wiązania wodorowe są zdestabilizowane, pełny mechanizm, za pomocą którego białka nośnikowe zmieniają swoją konformację, nie jest dobrze poznany.

Szybkość dyfuzji

Mimo że jest bardziej skomplikowany niż zwykła dyfuzja, ułatwiony transport umożliwia dyfuzję zachodzącą w niewiarygodnym tempie. Białka kanałowe przemieszczają dziesiątki milionów cząsteczek na sekundę, a białka nośnikowe poruszają się od tysiąca do miliona cząsteczek na sekundę.