شكل النقل السلبي هو. مواد النقل من خلال الغشاء. النقل النشط والسلبي من المواد من خلال الغشاء. مواد النقل السلبي

مقدمة

نقل الغشاء - نقل المواد من خلال غشاء الخلية إلى خلية أو من خلية نفذت باستخدام آليات مختلفة - الانتشار البسيط، الانتشار الفاتح والنقل النشط.

تتكون ملكية الغشاء البيولوجي الأكثر أهمية في قدرتها على تخطي المواد المختلفة في الخلية ومنها. من الأهمية بمكان بالنسبة للتنظيم الذاتي والحفاظ على التكوين الدائم للخلية. يتم تنفيذ هذه الميزة لغشاء الخلية بسبب نفاذية الانتخابات، أي القدرة على تخطي بعض المواد وعدم تفويت الآخرين.

النقل السلبي

التمييز للنقل السلبي والنشط. يحدث النقل السلبي دون تكاليف الطاقة على التدرج الكهروكيميائي. السلبي يشمل نشر (بسيط وخفيف)، التناضح، تصفية. النقل النشط يتطلب الطاقة ويحدث مخالفا إلى تركيز أو تدرج كهربائي.

أنواع النقل السلبي

أنواع مواد النقل السلبي:

· انتشار بسيط
· التنافذ
· ايونات الانتشار
الانتشار الفاتح

انتشار بسيط

الانتشار هو عملية يتم تطبيق الغاز أو SAMICE وملء الكمية المتاحة بأكملها.

الجزيئات والأيونات المذابة في السوائل هي في حركة فوضوية، تواجه بعضها البعض، جزيئات المذيبات غشاء الخلية. قد يكون لتصادم الجزيء أو أيون مع الغشاء نتيجة مزدوجة: جزيء أو "ترتد" من الغشاء أو تمر عبره. عندما يكون احتمال الحدث الأخير مرتفعا، يقولون إن الغشاء نانذ لهذه المادة.

إذا كان تركيز المادة على جانبي الغشاء يختلف، يظهر تدفق الجزيئات، الموجهة من حل أكثر تركيزا في المخففة. يحدث الانتشار حتى يتم محاذاة تركيز المادة على جانبي الغشاء. من خلال غشاء الخلية، كلاهما قابل للذوبان في المياه (ماء) في الماء والمسعور، ضعيف أو غير قابل للذوبان فيه.

المسعور، قابل للذوبان جيد في فوائد الدهون ينتشر بسبب الذوبان في الدهون من الغشاء. المياه والمواد جيدة في تكنولوجيا المعلومات قابلة للذوبان تخترق من خلال العيوب الزمنية لمنطقة الهيدروكربونات في الغشاء، ما يسمى. كينكي، بالإضافة إلى التسلق، أقسام مائية موجودة باستمرار من الغشاء.

في الحالة التي يكون فيها غشاء الخلية لا يمكن اختراقها أو نفاذي بشكل سيئ بالنسبة للمادة الذائبة، ولكن نفاذية للمياه، فهي تتعرض للقوى التمويشية. بتركيز أقل من المادة في الخلية من في البيئة، يتم ضغط الخلية؛ إذا كان تركيز المادة المذابة في الخلية أعلى، فإن الماء يندفع داخل الخلية.

التناضح هو حركة جزيئات المياه (المذيبات) من خلال الغشاء من المنطقة أقل إلى منطقة تركيز أكبر للمادة الذائبة. يعد ضغط الضغط النبيذ هو أصغر ضغط يجب تطبيقه على الحل من أجل منع تدفق المذيبات من خلال الغشاء في الحل مع تركيز أكبر للمادة.

إن جزيئات المذيبات، وكذلك جزيئات أي مادة أخرى، هي مدفوعة بالقوة الناشئة عن الفرق في الإمكانات الكيميائية. عندما يذوب مادة، فإن الإمكانات الكيميائية في انخفاض المذيبات. لذلك، في المنطقة التي يكون فيها تركيز المادة المذابة أعلى، فإن الإمكانات الكيميائية للمذيبات أقل. وبالتالي، فإن جزيئات المذيبات، والانتقال من حل مع حل أصغر مع تركيز أكبر، والتحرك في الشعور الديناميكي الحراري ب "أسفل"، "من خلال التدرج".

يتم تنظيم حجم الخلايا إلى حد كبير كمية المياه الواردة فيها. القفص ليس أبدا في حالة توازن كاملة مع البيئة. تغير الحركة المستمر للجزيئات والأيونات من خلال غشاء البلازما تركيز المواد في الخلية، وبالتالي، فإن الضغط التمويلي لمحتوياتها. إذا أفرت الخلية أي مادة، فعليها إما أن تختار الكمية المناسبة من الماء، أو امتصت العدد المكافئ من المواد الأخرى للحفاظ على المبلغ الذي لم يتغير من الضغط على التناضح. نظرا لأن المتوسطة المحيطة بمعظم الخلايا منفصلة، \u200b\u200bفمن المهم أن تمنع الخلايا كميات كبيرة من الماء فيها. الحفاظ على نفس الاتساق من الحجم حتى في متساوي الأيوط يتطلب استهلاك الطاقة، وبالتالي، في الخلية، تركيز المواد غير القادرة على نشر (البروتينات والأحماض النووية، وما إلى ذلك) أعلى مما كانت عليه في الوسط القريب الخلوي. بالإضافة إلى ذلك، تتراكم الأيضات باستمرار في الخلية، التي تعطل التوازن التنظيمي. إن الحاجة إلى إنفاق الطاقة للحفاظ على حجم الثابت قد أثبتت بسهولة في تجارب ذات مثبطات تبريد أو الأيض. في مثل هذه الظروف، ستنفخ الخلايا بسرعة.

لحل "مشكلة التمويز"، تستخدم الخلايا طريقتين: ضخوا مكونات محتوياتهم أو المياه التي تدخلها. في معظم الحالات، تستخدم الخلايا الفرصة الأولى - ضخ المواد، وعاء من الأيونات باستخدام مضخة الصوديوم (انظر).

بشكل عام، يتم تحديد حجم الخلايا التي لا تملك جدران صلبة من قبل ثلاثة عوامل:

أ) مقدار المواد الواردة فيها وغير قادر على الاختراق من خلال الغشاء؛
ب) التركيز في بين المركبات القادرة على المرور عبر الغشاء؛
ج) نسبة معدلات الاختراق ومواد الضخ من الخلية.

تلعب دور كبير في تنظيم توازن المياه بين الخلية والبيئة مرونة غشاء البلازما، مما يخلق ضغطا هيدروستاتيكي يمنع الماء للخلية. مع الفرق في الضغوط الهيدروستاتيكية في منطقتين من المتوسط، يمكن تصفية المياه من خلال مسام الجدار الذي يفصل هذه المناطق.

ظاهرة الترشيح، تكمن وراء العديد من العمليات الفسيولوجية، مثل، على سبيل المثال، تشكيل البول الأساسي في Nephron، تبادل المياه بين سائل الدم والأنسجة في الشعيرات الدموية.

أيونات الانتشار

يحدث نشر الأيونات بشكل رئيسي من خلال هياكل غشاء البروتين المتخصصة - قنوات أيون عندما تكون في حالة مفتوحة. اعتمادا على نوع الأنسجة، قد تحتوي الخلايا على مجموعة مختلفة من قنوات أيون. هناك الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكالسيوم الصوديوم والقنوات الكلورية. نقل الأيونات عبر القنوات له عدد من الميزات التي تميزها عن انتشار بسيط. إلى أقصى حد يتعلق بقنوات الكالسيوم.

يمكن أن تكون قنوات أيون في دول مفتوحة ومغلقة ومبتكرة. يتم التحكم في انتقال القناة من دولة إلى أخرى أو عن طريق تغيير الفرق الكهربائي للإمكانات على الغشاء، أو تفاعل المواد الفسيولوجية الفسيولوجية مع مستقبلات. وفقا لذلك، تنقسم قنوات أيون إلى المعتمدة المحتملة وإدارة المستقبلات. يتم تحديد النفاذية الانتقائية لقناة أيون لأيون معين من خلال وجود مرشحات انتقائية خاصة في فمها.

الانتشار الخفيف

من خلال الأغشية البيولوجية، بالإضافة إلى المياه والأيونات، تخترق العديد من المواد من الانتشار البسيط (من الإيثانول إلى المخدرات المعقدة). في الوقت نفسه، حتى الجزيئات القطبية الصغيرة تماما، على سبيل المثال، لا تخترق الجليكول، السكريات والأحماض الأمينية عمليا غشاء معظم الخلايا بسبب انتشار بسيط. يتم نقلها بواسطة نشر الضوء. يسمى نشر المادة وفقا لتدرج تركيزه، الذي يتم تنفيذه بمشاركة جزيئات البروتين الخاصة من شركات النقل.

المركبات NA +، K +، CL-، LI +، CA2 +، NSO3- و H + يمكن أيضا تنفيذ حمالين محددة. تتميز السمات المميزة لهذا النوع من وسائل النقل الغشية بمرتفعة مقارنة بمعدل الانتشار البسيط للمادة، والاعتماد على هيكل جزيئاته، والتشبع، والمنافسة، والحساسية المثبطات المحددة - مركبات تثبيط نشر الضوء.

جميع الميزات المدرجة لنشر الوزن خفيف الوزن هي نتيجة خصوصية بروتينات الناقل وعددها المحدود في الغشاء. عند الوصول إلى تركيز معين من المادة المحمولة، عندما تعمل جميع شركات النقل في الجزيئات أو الأيونات المنقولة، لن تؤدي الزيادة الإضافية إلى زيادة عدد الجزيئات المحمولة - ظاهرة التشبع. المواد التي تشبه هيكل الجزيئات ونقلها من نفس الناقل ستنافس على الناقل - ظاهرة المنافسة.

التمييز بين عدة أنواع من المركبات من المواد من خلال نشر خفيف الوزن

يتم نقل UNIPort عندما يتم نقل الجزيئات أو الأيونات عبر الأثاث بغض النظر عن وجود أو نقل المركبات الأخرى (نقل الجلوكوز، الأحماض الأمينية عبر غشاء الظهارة القاعدية)؛

Simport، الذي يتم فيه إجراء نقلهم في وقت واحد وغير منطقي مع المركبات الأخرى (السكر المعتمد على الصوديوم والأحماض الأمينية، NA + K +، 2CL- و Kotrans-Sport)؛

مكافحة مكافحة الفقر - \u200b\u200b(مسألة النقل بسبب المركبات المتزامنة والموجهة بشكل تعسفي من مركب آخر أو أيون (NA + / CA2 +، NA + / H + SL / NSO3- - التبادلات).

Simport و Antiport هي أنواع من المعارك، حيث يتم التحكم في معدل النقل من قبل جميع المشاركين في عملية النقل.

طبيعة ناقلات البروتين غير معروفة. وفقا لمبدأ التشغيل، يتم تقسيمها إلى نوعين. توفر شركات الطيران الأولى تحركات مكوكية من خلال الغشاء، والثاني جزءا لا يتجزأ من الغشاء، وتشكيل قناة. من الممكن تعديل عملهم باستخدام المضادات الحيوية - Ionophos، ناقلات القلويات المعدنية. لذلك، أحدهم - (فالينيزين) - يعمل كحامل حقيقي، عبور البوتاسيوم من خلال الغشاء. جزيئات غراميكيدين أ، وأينيبور آخر، وقحا في الغشاء من قبل بعضها البعض، وتشكيل "قناة" لأيونات الصوديوم.

تحتوي معظم الخلايا على نظام الانتشار الخفيف الوزن. ومع ذلك، فإن قائمة الأيضات التي تحمل هذه الآلية محدودة إلى حد ما. في الأساس، هو السكر والأحماض الأمينية وبعض الأيونات. المركبات التي هي منتجات التبادل المتوسطة (السكريات الفسفريات، منتجات التمثيل الغذائي الأحماض الأمينية، Macroergi) لا يتم نقلها باستخدام هذا النظام. وبالتالي، يخدم نشر الضوء لتحويل تلك الجزيئات التي تتلقاها الخلية من البيئة. الاستثناء هو نقل الجزيئات العضوية من خلال ظهارة، والتي سيتم النظر فيها بشكل منفصل.

النقل السلبي - نقل المواد في تدرج التركيز الذي لا يتطلب تكاليف الطاقة. نقل المواد المسعون بشكل سلبي من خلال ثنائية الدهون. يمر بشكل سلبي من خلال أنفسهم جميع البروتينات والقنوات وبعض ناقلات. النقل السلبي مع مشاركة البروتينات الغشاء يسمى نشر الضوء.

يتم نقل ناقلات البروتينات الأخرى (التي تسمى أحيانا البروتينات - المضخات) من خلال مادة الغشاء ذات تكاليف الطاقة، والتي يتم توفيرها عادة خلال التحليل الهيدروليكي ATP. يتم تنفيذ هذا النوع من النقل ضد التدرج في تركيز المادة المحمولة ويسمى النقل النشط.

Simport، مكافحة الحظ

تختلف مواد النقل الغشائية أيضا في اتجاه حركتها وعدد المواد المحمولة إلى البيانات:

1) Unifier - نقل مادة واحدة في اتجاه واحد اعتمادا على التدرج

2) Simport - نقل اثنين من المواد في اتجاه واحد من خلال الناقل واحد.

3) مكافحة الفتاة - نقل اثنين من المواد في اتجاهات مختلفة من خلال الناقل واحد.

unport. يجري، على سبيل المثال، قناة الصوديوم المعتمدة المحتملة التي يتم من خلالها نقل أيونات الصوديوم إلى الخلية أثناء توليد الإمكانات.

Simport. إنه يحمل حاملة الجلوكوز الموجود على الجانب الخارجي (التجويف المعوي المحول) من خلايا الظهارة المعوية. يلتقط هذا البروتين جزيء الجلوكوز أيون الصوديوم وتغيير التشكل، يتسامح مع كلا من المواد داخل الخلية. في الوقت نفسه، يتم استخدام طاقة التدرج الكهروكيميائي، والتي تم إنشاؤها في قائمة الانتظار بسبب التحلل المائي ل ATP الصوديوم-البوتاسيوم ATP-AZA.

كادف يجري، على سبيل المثال، Atpasis البوتاسيوم الصوديوم (أو Atpaz تعتمد على الصوديوم). ينقل أيونات البوتاسيوم إلى القفص. ومن الخلية - أيونات الصوديوم.

عمل atpase البوتاسيوم الصوديوم كمثال على مضادات مكافحة النقل والنشاط

في البداية، يعلق هذا الناقل ثلاث أيونات من داخل الغشاء نا. +. هذه الأيونات تغير مطابقة المركز النشط في ATPASE. بعد هذا التنشيط من ATPAZ، يمكن أن Heatolyze جزيء ATP واحد، ويتم تثبيت أيون فوسفات على سطح الناقل من الداخل من الغشاء.

تنفق الطاقة المنفصلة على التغيير في مطابقة ATPASE، وبعد ذلك ثلاث أيونات نا. + وأيون (الفوسفات) تتحول إلى الخارج من الغشاء. وهنا أيونات نا. + انقسام، واستبدالها بأيونتين ك. +. ثم يتراوح مطابقة الناقل إلى الأصل والأيونات ك. + اتضح أنه في الداخل من الغشاء. وهنا أيونات ك. + انقسام، والناقل جاهز للعمل مرة أخرى.

يمكن وصف تصرفات أكثر إيجازا في ATPASE على النحو التالي:

1) إنها من داخل الخلايا "يأخذ" ثلاثة أيونات نا. +، ثم ينقسم جزيء ATP وينضم إلى الفوسفات له

2) "رميات" الأيونات نا. + وانضم إلى أيونتين ك. + من البيئة الخارجية.

3) قطع اتصال الفوسفات، أيونتين ك. + رميات داخل الخلية

نتيجة لذلك، يتم إنشاء تركيز عالي من الأيونات في الوسط الخارجي نا. +، وداخل الخلية - تركيز عال ك. +. عمل نا. + , ك. + - Atfaz يخلق ليس فقط الفرق بين التركيزات، ولكن أيضا الفرق في الرسوم (يعمل كمضخة كهربائية). في الخارج من الغشاء، يتم إنشاء رسوم إيجابية، على السلبي الداخلي.

مع النقل السلبي والماء والأيونات، بعض مركبات الوزن الجزيئية المنخفضة بسبب اختلاف التركيزات التي تحركها بحرية ومحاذاة تركيز المادة داخل وخارج الخلية. في التحويل السلبي، تلعب هذه العمليات المادية كدليل، التناضح والترشيح دورا رئيسيا (الشكل 24-26).

إذا تنتقل المادة من خلال الغشاء من المنطقة بتركيز عال نحو تركيز منخفض دون تكلفة خلية الطاقة، فإن هذا النقل يسمى السلبي، أو تعريف ). نوعان من نشر التمييز: سهل و وزن خفيف وبعد غشاء الخلية نذرا لبعض المواد وغير المبيدة للآخرين. إذا كان غشاء الخلية نانفا لجزيئات المواد الذائبة، فإنه لا يمنع الانتشار.

انتشار بسيط إنها مميزة من الجزيئات الصغيرة المحايدة (H 2 O، CO 2، O 2)، وكذلك المواد العضوية ذات الوزن الجزيئي المنخفض. يمكن أن تتم هذه الجزيئات دون أي تفاعل مع بروتينات الغشاء عبر المسام أو قنوات الغشاء حتى يتم الحفاظ على التدرج التركيز.

الانتشار الخفيفوبعد إنها مميزة من الجزيئات المائية، والتي يتم نقلها عبر الغشاء إلى التدرج التركيز، ولكن بمساعدة بروتينات الغشاء الخاصة - ناقلات. لنشر خفيف الوزن، على عكس الانتقائية العالية البسيطة والخاصية، نظرا لأن البروتين الناقل لديه مركز ملزم للمادة المنقولة التكميلية، ويرافق النقل بالتغييرات المطابقة في البروتين.

قد يكون أحد الآليات المحتملة لنشر الوزن الخفيف على النحو التالي: يربط بروتين النقل (Translocase) المادة، ثم يتم إحضارها مع الجانب الآخر من الغشاء، فإنه يحرر هذه المادة، يأخذ التوافق الأولي ومرة \u200b\u200bأخرى تحضير النقل وظيفة. يعرف قليلا حول كيفية تنفيذ حركة البروتين نفسه. هناك آلية نقل أخرى محتملة تنطوي على مشاركة عدة بروتينات ناقلات. في هذه الحالة، يمر المركب المرتبط في البداية من بروتين واحد إلى آخر، ملزمة باستمرار واحد، ثم مع بروتين آخر، حتى يتحول إلى الجانب الآخر من الغشاء.

بالنسبة لنقل الأيونات، يتم تنفيذها، كقاعدة عامة، من خلال الانتشار من خلال خاص قنوات أيون (الشكل.27).

FIG.27. الآليات الرئيسية لنقل إرسال معلومات الإشارات: I - مرور جزيء الإشارة قابل للذوبان في الدهون من خلال غشاء الخلية؛ II - ملزمة جزيء الإشارة مع مستقبلات وتفعيل شظيتها داخل الخلايا؛ ثالثا - تنظيم نشاط قناة أيون؛ IV - نقل معلومات الإشارة باستخدام أجهزة إرسال ثانوية. 1 - الطب؛ 2 - مستقبلات داخلية؛ 3 - مستقبلات الخلوية (الحمل)؛ 4 - التحول داخل الخلايا (رد الفعل الكيميائي الحيوي)؛ 5 - قناة أيون؛ 6 - تدفق الأيونات؛ 7 - الوسط الثانوي؛ 8 - انزيم أو قناة أيون؛ 9 - الوسيط الثانوي.

وبالتالي، هناك العديد من آليات نقل المركبات.

الآلية الأولى قابلة للذوبان في الدهون يمر جزيء الإشارة عبر غشاء الخلية وينشط مستقبلات داخلية (على سبيل المثال، إنزيم). وهذا ينطبق أكسيد النيتروجين، وعدد من الهرمونات القابلة للذوبان في الدهون (الجلوكورتيكويدات، والمعادن المتفوقة، والهرمونات الجنسية والهرمونات الغدة الدرقية) وفيتامين د. أنها تحفز نسخ الجينات في نواة الخلية، وبالتالي تخليق البروتينات الجديدة. تتمثل آلية أداء الهرمونات في تحفيز تخليق البروتينات الجديدة في نواة الخلية، والتي يتم تخزينها باستمرار في الخلية في الحالة النشطة.

إن آلية نقل الإشارات الثانية من خلال غشاء الخلية ملزمة لمستقبلات الخلايا التي تحتوي على شظايا خارج الخلايا داخل الخلايا (أي مستقبلات Transmebrane). هذه المستقبلات هي وسطاء في المرحلة الأولى من الأنسولين وعدد من الهرمونات الأخرى. يتم ربط الأجزاء الخارجية والاخليا من هذه المستقبلات بمثل هذه المستقبلات بجسر Polypeptide يمر عبر غشاء الخلية. يحتوي الجزء الداخلي على نشاط إنزيمي، يزداد عند ربط جزيء الإشارة باستخدام مستقبلات. وفقا لذلك، فإن معدل ردود الفعل داخل الخلايا التي تشارك فيها هذه الشظية.

آلية نقل المعلومات الثالثة هي إجراءات للمستقبلات، وتنظيم فتحات فتح أو إغلاق أيون. تشمل جزيئات الإشارة الطبيعية التي تتفاعل مع هذه المستقبلات، على وجه الخصوص، أسيتيل كولين، حمض غاما أمين-زيت الزيت (GAMC)، جليسين، الأسبارتات، الغلوتامات، وغيرها، وهي وسطاء من مختلف العمليات الفسيولوجية. عندما يتفاعلون مع المستقبلات، هناك زيادة في الموصلية Transmembrane للأيونات الفردية، مما يؤدي إلى تغيير في الإمكانات الكهربائية لغشاء الخلية. على سبيل المثال، يزيد Acetylcholine، التفاعل مع N-LolinoreCeptors، من مدخل خلية أيونات الصوديوم ويسبب الاستقطاب وانكماش العضلات. يؤدي تفاعل حمض الزيت الأمين في جاما مع مستقبلاتها إلى زيادة في تدفق أيونات الكلور إلى الخلايا وتعزيز الاستقطاب وتطوير الكبح (تثبيط) من الجهاز العصبي المركزي. يميز آلية نقل الإشارات هذه سرعة تأثير التطوير (millisecond).

يتم تنفيذ آلية نقل الحركة الرابعة للإشارة الكيميائية من خلال مستقبلات تنشيط الارسال الثانوي داخل الخلايا. عند التفاعل مع هذه المستقبلات، تستمر العملية في أربع مراحل. يتم التعرف على جزيء الإشارة كمستقبلات على سطح غشاء الخلية، نتيجة تفاعلها، يقوم المستقبل بتنشيط البروتين G على السطح الداخلي للغشاء. يتغير G-Protein المنشط إما إنزيم أو قناة أيون. يؤدي هذا إلى تغيير في التركيز داخل الخلايا للوسيط الثانوي، من خلالها بالفعل نفذت الآثار بالفعل (عمليات التمثيل الغذائي والطاقة). تتيح لك مثل هذه الآلية نقل الإشارة تعزيز الإشارة المرسلة. لذلك إذا استمر التفاعل من جزيء الإشارة (على سبيل المثال، NorepinePhrine) مع المستقبلات عدة مللي ثانية، فإن نشاط الارسال الثانوي الذي ينقله المستقبلات إن الإشارة إلى التتابع، يتم حفظ عشرات الثواني.

الوسطاء الثانويون هم مواد تشكلت داخل الخلية وهي مكونات مهمة للعديد من ردود الفعل الكيميائية الحيوية داخل الخلايا. تعتمد شدة ونتائج حياة الخلية، وعمل الأنسجة بأكملها إلى حد كبير على تركيزها. المنقولات الثانوية الأكثر شهرة هي أحادي فوسفات أدينوسين دوري (CAMF)، أحادي فوسفات غوانوزين دوري (CGMF)، الكالسيوم، أيونات البوتاسيوم، إلخ.

التنافذ - نوع خاص من نشر المياه من خلال غشاء شبه نفاذية لمنطقة تركيز أعلى من المادة المذابة. نتيجة لهذه الحركة داخل الخلية، يتم إنشاء ضغط كبير، وهو ما يسمى osmotic. هذا الضغط قد يدمر الخلية.

على سبيل المثال، إذا تم وضع حمراء في المياه النظيفة، فسيكون الماء بشكل أسرع تحت عمل التناضح، بدلا من المغادرة. هذه الوسيلة تسمى hypotonic. مع تخلق المياه تخترق الإرادة سوف تنتفخ وتنفجر. موقف آخر هو متساوي متساوي الأيوك. إذا وضع خلايا الدم الحمراء في الماء يحتوي على 0.87٪ من ملح الطبخ، فلن يتم إنشاء ضغط التمويلات. يفسر ذلك بحقيقة أنه مع تركيز متساو للحل داخل وخارج الخلية، يتحرك الماء نفسه في كلا الاتجاهين. تعتبر الوسيلة فرطيا عندما تركيز المواد الذائبة فيها أعلى مما كانت عليه في الخلية. الخلية (كريات الدم الحمراء) في مثل هذه الوسيلة تبدأ في خسارة الماء، تنخفض وتضاذه.

تؤخذ جميع ميزات التناضح هذه في الاعتبار عند إدارة المواد الطبية. كقاعدة عامة، يتم إعداد الأدوية المخصصة للحقن على حل متساوي الأيزوتونيك. هذا يمنع تورم الخلايا الدموية أو التجاعيد عند تقديم الدواء. كما تم إعداد قطرات الأنف على حل متساوي التشويه لتجنب تورم أو جفاف خلايا الغشاء المخاطي للأنف.

يشرح التناضح بعض الآثار من المخدرات، على سبيل المثال، التأثير الملاحم للملح الإنجليزي (كبريتات المغنيسيوم) وغيرها من مفهلات الملح. في تجويف الأمعاء، فإنها تشكل بيئة فرط ظري يخرج الماء تحت تأثير التناضح من خلايا الظهارة المعوية، والمساحة الخبائية والدماء في التجويف المعوي، ويمتد جدران الأمعاء، وتخفيف محتوياته وتسريع إفراغ.

الترشيح - حركة جزيئات المياه والمواد المذابة فيها من خلال غشاء الخلية في الاتجاه المعاكس لعمل الضغط الاسموزي.

تصبح هذه العملية ممكنة إذا كان الحل في الخلية تحت ضغط، وهو أعلى من التسمم. على سبيل المثال، حقن القلب الدم في السفن تحت ضغط معين. في أرقى الشعيرات الدموية، يزيد هذا الضغط ويصبح كافيا لإجبار الماء ويذوب في مادة الدم لمغادرة الشعيرات الدموية في المساحة الخلايا الخلايا. يتم تشكيل سائل الأنسجة المزعوم، بل يلعب دورا كبيرا في تسليم العناصر الغذائية في الخلايا وإزالة الوسائل النهائية للأيض منها. بعد إجراء وظائفها، يتم إرجاع سائل الأنسجة في شكل الليمفاوية إلى مجرى الدم على الأوعية اللمفاوية.

يلعب الترشيح دورا مهما في عمل الكليتين. في الشعيرات الدموية الكلى، يخضع الدم ضغوطا مرتفعا، مما يجعل تصفية المياه والمواد المذابة فيها من الأوعية الدموية إلى أفضل الأنابيب الكلوية. بعد ذلك، يتم امتصاص جزء من المياه والكائن الحي الضروري للمادة مرة أخرى ودخلت في تدفق الدم العام، والبول الأجزاء المتبقية ويستمد من الجسم.

يسمى نقل الغشاء نقل الأيونات وجزيئات المواد من خلال الغشاء من الوسط في الخلية وفي الاتجاه المعاكس.

اعتمادا على طبيعة نقل نقل أيون أو جزيئات نقل أيونات أخرى وتخصيص الجزيئات:

1) Unieserence - النقل، بغض النظر عن النقل، والاتصالات الأخرى؛

2) Kotransport - النقل المتفق عليه (مترابط) من خلال الغشاء؛ ويشمل Simport (نقل متزامن وأعياد من موادتين مختلفة) ومكفوفان (النقل المتزامن من خلال الغشاء في اتجاهين متعاكسين).

اعتمادا على التغيير في الطاقة الحرة للنظام، يتميز نوعان من النقل:

النقل السلبي (انتشار بسيط).

النقل النشط - نقل غير الكهارل والأيونات ضده التدرج. أو الكهربائية. المحتملة المرتبطة تكاليف الطاقة (نقل من خلال غشاء الأحماض الأمينية والاحتمالية).

31. النقل السلبي. معادلة الفيكون، ننست بلانك، Theorella..
النقل السلبي - نقل غير الكوارب والأيونات من خلال الغشاء في التدرج. أو الكهربائية. المحتملة مصحوبة بانخفاض في الطاقة الحرة (انتشار بسيط).

القوة الدافعة من الانتشار البسيط هو اختلاف المواد الكيميائية. إمكانات هذه المادة في منطقتين، ما يحدث ينتشر. كيم. الإمكانات هي القيمة التي تساوي عدديا للطاقة الحرة لكل 1 مول للمادة؛ يحدد كمشتق خاص للطاقة الحرة.

المبادئ الديناميكية الحرارية الرئيسية التي تتحكم في التوزيع الثابت لزيادة الجزيئات في نظام الغشاء هي أن الإمكانات الكيميائية لهذه المادة على جانبي الغشاء يجب أن تكون متساوية.

إذا تم نقل الحجاب الحاجز للمادة من خلال الغشاء، فإن شامات المادة، ثم هذه العملية مصحوبة بتغيير في الطاقة الحرة للنظام حسب القيمة:

dG \u003d (II - I) DN.

توقف النشر والنظام يدخل في حالة التوازن الديناميكي الحراري عندما II \u003d i.

أنا قانون الفيكا لديه الشكل:

يمكن تقديم تدفق المواد، مع مراعاة معامل نفاذية (P) من الغشاء لمادة معينة:

حيث مع I و C II هو تركيز المادة المنتشرة في حل مائي. [p] \u003d cm / s.

يعتمد معامل نفاذية على خصائص المواد الغشائية والمواد المحمولة:

عندما يكون D هو معامل الانتشار، فإن معامل توزيع المادة بين المحلول المائي والغشاء الذي يميز ذوبان المادة في مرحلة الدهون من الغشاء، D هو سمك الغشاء.

القوة الدافعة للتدفق السلبي للأيونات من خلال الغشاء هي التدرج في الإمكانات الكهروكية الكهروكيميائية. إمكانات كهروكيميائية أيون للظروف التي يتوافق فيها نشاط الأيونات مع تركيزها (ج)، يساوي:

أين - الإمكانات الكهربائية، Z هي تكاليف أيون، F هو عدد فراداي، 0 - الإمكانات الكيميائية القياسية.

الإمكانات الكهروكيميائية هي مقياس للعمل المطلوب لنقل الخلد 1 من حل مع هذا التركيز والبيانات إلى نقطة بعيدة بلا حدود في الفراغ. يتكون هذا العمل من تكلفة التغلب على قوى التفاعل الكيميائي (0 + RTLNC) وعلى نقل الرسوم في المجال الكهربائي (ZF).

يصف نشر الأيونات في الحل وفي غشاء غير مجانسي متجانس المعادلة الإلكترونية ننست بلانك:

حيث أنت تنقل أيون، D \u003d urt. يصف الفصل الأول في الجزء الأيمن من المعادلة الانتشار المجاني، والثاني هو ترحيل الأيونات في المجال الكهربائي.

معادلة Theorella:كثافة التدفق مع النقل السلبي: J \u003d - CU (DM / DX)، حيث M هو إمكانات كهروكيميائية، أنت تنقل الجزيئات، تركيز ج.

32. أنواع النقل السلبي من خلال الغشاء. نشر بسيط وخفيف الوزن.

النقل السلبي - هذا هو نقل غير الكوارتجات والأيونات من خلال الغشاء في تدرج إمكانات كيميائية أو كهروكيميائية، يرافقه انخفاض في الطاقة الحرة. أحال النقل السلبي انتشار بسيط من خلال ثنائية الدهون و الانتشار الخفيف على القنوات في الغشاء واستخدام ناقلات. تهدف عمليات الانتصار البسيط والضوء إلى التسوية التدرجات وإنشاء توازن في النظام.
تعريف- حركة عفوية للمادة من الأماكن مع تركيز أكبر في الأماكن مع تركيز أصغر من المادة بسبب الحركة الحرارية الفوضوية للجزيئات.
الاختلافات في الانتشار الفاتح من بسيطة:
1) نقل المادة التي تنطوي على الناقل أسرع؛
2) نشر خفيف الوزن لديه خاصية التشبع: بزيادة في التركيز على جانب واحد من الغشاء، تزداد كثافة المواد فقط إلى حد معين، عند احتلال جميع جزيئات الناقل بالفعل؛

3) في نشر خفيف الوزن، هناك تنافس من المواد المحمولة في الحالات التي يتم فيها نقل الناقل إلى مواد مختلفة؛ في الوقت نفسه، يتم نقل بعض المواد أفضل من غيرها، وإضافة وحدها تجعل من الصعب نقل الآخرين؛ لذلك، من السكريات يتم نقل الجلوكوز أفضل من الفركتوز، الفركتوز أفضل من شيلوز؛

33. قنوات أيون: آلية العمل، الانتقائية.
تعتبر قنوات أيون نسبة غليكوبروتينات قادرة على التأثيرات الخارجية (التغيير في الإمكانات على الغشاء) تغيير نفاذية الغشاء للأيونات المختلفة. تضمن القنوات الأيونية تنفيذ أهم العمليات الفسيولوجية: انتقال الكهرباء والكيميائية / الإشارات، والحد، والإفراز.

تتميز BIOMEMBREE Biomembrane بتسليم أيون بالنفاذية الانتقائية للأيونات (الانتقائية) والقدرة على فتح وإغلاق التأثيرات المختلفة على الغشاء. - يتم التحكم في آلية القناة "gorious" من قبل مستشعر حافز خارجي (مستقبلات الوسيط الأساسي).

تعمل قنوات أيون على آلية الانتشار الوزن خفيف الوزن. حركة الأيونات أثناء تنشيط القنوات هي تحت التدرج التركيز. سرعة الحركة من خلال الغشاء هي 10 أيون في الثانية. يتم تحديد انتقائية القناة من خلال وجود عامل تصفية انتقائية. يؤدي دورها إلى الجزء الأولي من القناة، والذي يحتوي على رسوم معينة وتكوين وحجم (قطر)، والذي يسمح لك بالذهاب إلى القناة فقط نوع معين من الأيونات. بعض قنوات الأيونات غير انتقائية، على سبيل المثال، قنوات "تسرب". هذه هي القنوات الغشائية، وفقا لأيونات تركيز تركيز التركيز من الخلية خارج هذه القنوات، ولكن يتم تضمين عدد صغير من أيونات NA + أيضا في خلية التركيز.

34. الأسرة الرئيسية من قنوات أيون.

تعتبر قناة أيون بروتين متكامل يتشكل في وقت الغشاء لتبادل الخلايا مع البيئة من قبل الأيونات K +، NA +، H +، CA 2+، CL -، وكذلك الماء، ويمكن أن تغير نفاذيةها.

قنوات الصوديوم لديهم هيكل بسيط: بروتين من ثلاث فرض مختلفة، مما يشكل بنية مماثلة للوقت - وهذا هو أنبوب مع التجويف الداخلي. قد تكون القناة في ثلاث دول: مغلق ومفتوح وتأمين (مغلقة وغير مباشرة). هذا مضمون من خلال توطين الرسوم السلبية والإيجابية في البروتين نفسه؛ تنجذب هذه الرسوم إلى العكس، الموجودة على الغشاء، وبالتالي فإن القناة عند تغيير حالة الغشاء تفتح وتغلق. عندما تكون مفتوحة، يمكن أيونات الصوديوم اختراقها بحرية في قفص في تدرج التركيز.

قناة كاليفا إنه أبسط: هذه هي صفوف فرعية منفصلة لها شكل شبه منحرف؛ تقع بالقرب من بعضهم البعض تقريبا، ولكن هناك دائما فجوة بينهما. لا يتم إغلاق قنوات البوتاسيوم في النهاية، في راحة، البوتاسيوم يترك بحرية السيتوبلازم (وفقا لتدرج التركيز).

قنوات الكالسيوم - هذه هي بروتينات Transmembrane هيكل معقد يتكون من العديد من الوحدات الفرعية. من خلال هذه القنوات أيضا تلقي أيونات الصوديوم والباريوم والهيدروجين. هناك قنوات الكالسيوم ذات الاعتماد على المحتملين والمستقبلات. من خلال القنوات المحتملة التابعة للأيونات CA 2+ تمر عبر الغشاء، بمجرد أن تنخفض إمكاناتها دون مستوى حرج معين. في الحالة الثانية، يتم تنظيم تدفق CA 2+ من خلال الأغشية من قبل نجاب محددين (أسيتيلتشولين، كاتيكولامينامين، السيروتونين، الهستامين، إلخ) عندما يتفاعلون مع مستقبلات الخلايا. حاليا، تحتوي عدة أنواع من قنوات الكالسيوم على خصائص مختلفة (الموصلية والمدة أو الافتتاح) وتوجيه توطين الأنسجة المختلفة.

النقل السلبييتضمن نشر بسيط وخفيف - العمليات التي لا تتطلب تكاليف الطاقة. تعريف - نقل الجزيئات والأيونات من خلال الغشاء من المنطقة مع منطقة عالية مع انخفاض تركيز، تلك. تأتي المواد تحت التدرج التركيز. يطلق على نشر الماء من خلال الأغشية شبه النفاذية التنافذ. المياه قادرة على تمرير مسام الغشاء التي شكلتها البروتينات، وتتسامح مع الجزيئات والأيونات المذابة في مواد تكنولوجيا المعلومات. يتم تنفيذ آلية الانتشار البسيط عن طريق نقل الجزيئات الصغيرة (على سبيل المثال، O2، H2O، CO2)؛ هذه العملية هي الأقلية والعائدات بمعدل يتناسب مع التدرج التركيز للجزيئات المنقولة على جانبي الغشاء.

الانتشار الخفيفيتم تنفيذها من خلال القنوات و (أو)، بروتينات الناقل التي لديها خصوصية فيما يتعلق بالجزيئات المنقولة. تقوم بروتينات Transmembrane التي تشكل المسام المائية الصغيرة بمثابة قنوات أيون، حيث يتم نقل التدرج الكهروكيميائي بواسطة جزيئات وأيونات صغيرة قابلة للذوبان في الماء. كما أن شركات النقل البروتينية هي أيضا بروتينات Transmebrane التي تخضع للتغييرات التي يمكن عكسها في التشكل، مما يوفر نقل جزيئات محددة عبر Plasmolm. أنها تعمل في آليات النقل السلبي والنشط.

النقل النشط إنها عملية كثيفة في مجال الطاقة، بسبب تنفيذ نقل الجزيئات بمساعدة بروتينات الناقل ضد التدرج الكهروكيميائي. مثال على وجود آلية تضمن النقل النشط الموجه المخالف للأيونات هي مضخة البوتاسيوم الصوديوم (المقدمة من بروتين NA + -C + -TPhaze)، بفضل أي أيونات NA + إخراج من السيتوبلازم والأيونات + نقل في وقت واحد إليها. تركيز K + داخل الخلية أعلى من 10-20 مرة من الخارج، وتركيز NA هو العكس. يتم توفير هذا الفرق في تركيزات الأيونات من قبل العمل (NA * -K *\u003e المضخة. للحفاظ على هذا التركيز، يتم تنفيذ الأيونات الثلاثة NA من الخلية لكل أيونتين إلى الخلية. في هذه العملية ، يشارك البروتين في الغشاء الذي يؤدي وظيفة انقسام الإنزيم ATP، مع إصدار الطاقة المطلوبة لعملية المضخة.
تشير مشاركة بروتينات غشاء محددة في النقل السلبي والنشط إلى خصوصية هذه العملية عالية. تضمن هذه الآلية صيانة ثبات حجم الخلية (من خلال تنظيم الضغط التمويلي)، وكذلك إمكانات الغشاء. يتم نقل النقل النشط للجلوكوز في الخلية بواسطة حاملة بروتينية جنبا إلى جنب مع النقل أحادي الاتجاه من NA + ION.

نقل خفيف الوزن يتم توسيع الأيونات من بروتينات المرسل الخاصة - قنوات أيون توفر نقل انتقائي لأيونات معينة. تتكون هذه القنوات من نظام النقل نفسه وآلية الناقل، التي تفتح قناة لبعض الوقت استجابة للتغيير في إمكانات الغشاء، (ب) تأثير ميكانيكي (على سبيل المثال، في خلايا الشعر الداخلية الأذن)، LIGAND ملزمة (جزيء الإشارة أو أيون).

المواد النقل الغشاء تختلف أيضا في اتجاه حركتهم وعدد المواد المنقولة من هذا الناقل:

غير مقنوع - نقل مادة واحدة في اتجاه واحد اعتمادا على التدرج
Simport - نقل اثنين من المواد في اتجاه واحد من خلال حاملة واحدة.
مكافحة مكافحة الفتاة هي حركة موادتين في اتجاهات مختلفة من خلال شركة واحدة.

كادف يجري، على سبيل المثال، Atpasis البوتاسيوم الصوديوم (أو Atpaz تعتمد على الصوديوم). ينقل أيونات البوتاسيوم إلى القفص. ومن الخلية - أيونات الصوديوم. في البداية، يعلق هذا الناقل ثلاث أيونات من داخل الغشاء نا. +. هذه الأيونات تغير مطابقة المركز النشط في ATPASE. بعد هذا التنشيط من ATPAZ، يمكن أن Heatolyze جزيء ATP واحد، ويتم تثبيت أيون فوسفات على سطح الناقل من الداخل من الغشاء.