АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Активный и пассивный транспорт веществ через биологические мембраны.

Активный транспорт широко представлен в организме Это Na, К- насос многих плазматических мембран, Са-насосы плазматических мембран и мембран спаркоплазматического ретикулюма, натрий-водородный обменный механизм, натрий-кальциевый обменный механизм и другие ионные насосы. В настоящее время установлено, что все эти ионные насосы возбудимых клеток, транспортирующие ионы против градиента концентрации, сконструированы и функционируют однотипно – они представляют собой семейство белков-ферментов, или энзимов.

Эти насосы работают за счет энергии гидролиза АТФ, которая затрачивается на изменение конформационной структуры молекулы-переносчика, в результате которого меняется сродство к переносимому иону и место положения места связывания данного иона. Если, например, ионы Са2+ должны переноситься из цитоплазмы во внешнюю среду, то Са-насос имеет места связывания этих ионов на стороне, обращенной к цитоплазме. Эти места имеют высокое сродство к ионам Са2+, благодаря чему даже в условиях высокой концентрации в среде ионов Са2+ эти ионы связываются Са-насосом. В результате связывания повышается АТФ-азная активность насоса, что вызывает гидролиз АТФ и высвобождение энергии (фосфорилирование белка). Фосфорилирование изменяет конформацию белка-насоса, в результате чего места связывания ионов Са2+ перемещаются на наружную поверхность клетки и одновременно эти места утрачивают сродство к ионам Са2+. Поэтому эти ионы покидают насос во внешней среде. Связывание насосом АТФ возвращает его в исходное состояние, и цикл повторяется вновь.

Пассивный транспорт. Различают два его вида – простую диффузию и облегченную диффузию. Механизмом простой диффузии осуществляется перенос мелких жирорастворимых молекул (О2, СО2, и других). Диффузия идет со скоростью, пропорциональной градиенту концентрации или градиенту напряжения транспортируемых веществ (в соответствии с законом Фика).

---Облеченная диффузия осуществляется через специфические каналы (в том числе специфические ионные каналы) или с участием специфических белков-переносчиков. В том и другом случае – эти структуры являются интегральными мембранными белками, а сам перенос вещества идет без затраты энергии – за счет химического или электрохимического градиента.

С помощью белков-переносчиков возбудимые клетки получают из внеклеточной среды аминокислоты, моносахара (например, глюкозу), которые транспортируются в клетку по градиенту концентрации. этот вид транспорта регулируется с участием гормонов, например, инсулина.

Ионные каналы – это интегральные белки мембраны, которые выполняют функцию транспортирующей частицы для соответствующего иона. их способность транспортировать ионы, т.е. ионная проницаемость, регулируется с помощью специальных механизмов, зависимых от уровня мембранного потенциала или от состояния специфических клеточных рецепторов, управляемых этими каналами.

Селективность ионного канала обеспечивается за счет геометрии канала (диаметр устьев, диаметр селективного фильтра), за счет внутриканально расположенных заряженных частиц.

Каждый ионный канал состоит из собственно транспортной системы и воротного механизма, который открывает канал на некоторое время в ответ на изменение мембранного потенциала, или в ответ на связывание сигнальной молекулы (лиганда) рецептором, либо на механическое воздействие. Таким образом, в ионном канале выделяют устье, селективный фильтр, ворота и механизм управления воротами. При этом часть каналов управляется за счет разности потенциалов на мембране (потенциалзависимые ионные каналы) – для этого рядом с каналом имеется электрический сенсор, который в зависимости от величины мембранного потенциала либо открывает ворота каналов, либо держит их закрытыми. Второй вариант ионных каналов – рецепторуправляемые каналы. В этом случае ворота канала управляются за счет рецептора, расположенного на поверхности мембраны: при взаимодействии медиатора с этим рецептором может происходить открытие ионных каналов. Третий вариант ионных каналов – механоуправляемые каналы, проницаемость которых меняется под влиянием механической силы, прилагаемой к микроворсинке (например, как это происходит в волосковых клетках внутреннего уха).

Направленность потока ионов определяется химическим и электрохимическим градиентом.

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 1306 | Нарушение авторских прав