5.3. Модель сопряженного транспорта.

Активный транспорт натрия из клетки имеет компонент, сопряженный со входом калия в клетку. Преимущество такого насоса в том, что он экономит энергию - свойство важное для энергетического баланса клетки. В мышечной клетке в состоянии покоя 10-20 % метаболизма тратится на обеспечение активного транспорта.

На схеме (рис. 13) изображена теоретическая модель сопряженного насоса, которая помогает понять механизм его действия. У внутренней стороны мембраны натрий связывается с переносчиком Y, образуя молекулу Na-Y. Na-Y диффундирует через мембрану и спонтанно распадается у наружной ее стороны. Таким образом, концентрация Na⁺ у наружной стороны мала и выход Na-Y преобладает над входом.

Схема сопряженного транспорта.

Внеклеточная среда

Рис. 13.

Такое временное связывание с молекулой переносчика Y позволяет Na⁺ диффундировать наружу, против концентрационного и электрического градиентов. У наружной стороны мембраны молекула Y превращается в молекулу переносчика Х, которая связывается с К⁺ в наружном растворе. Возникающее в результате этого К-Х диффундирует через мембрану, распадаясь у ее внутренней стороны на К⁺ и Х. Внутри клетки используется метаболитическая энергия распада АТФ для преобразования молекулы Х вновь в молекулу Y. Это единственная эндотермическая реакция цикла; сопряженность Х и К⁺ экономит около половины той энергии, которая потребовалась бы для несопряженного транспорта Na⁺.