Формата на пасивния транспорт е. Транспортни вещества през мембраната. Активен и пасивен транспорт на вещества през мембраната. Пасивни транспортни вещества

Въведение

Мембранният транспорт - транспортиране на вещества през клетъчната мембрана в клетка или от клетка, извършена с помощта на различни механизми - просто дифузия, лека дифузия и активен транспорт.

Най-важното свойство на биологичната мембрана се състои в способността му да пропуска различни вещества в клетката и от нея. От голямо значение е за саморегулиране и поддържане на постоянния състав на клетката. Тази характеристика на клетъчната мембрана се извършва поради избирателната пропускливост, т.е. способността да се пропуснат някои вещества и да не пропускат другите.

Пасивен транспорт

Разграничаване на пасивния и активен транспорт. Пасивният транспорт се извършва без енергийни разходи по електрохимичен градиент. Пасивността включва дифузия (проста и лека), осмоза, филтриране. Активният транспорт изисква енергия и се случва противно на концентрацията или електрическия градиент.

Видове пасивен транспорт

Видове пасивни транспортни вещества:

· Просто дифузия
· Осмоза
· Дифузионни йони
· Лека дифузия

Просто дифузия

Дифузията е процес, с който се прилагат газ или разтвори и попълнете цялата налична сума.

Молекулите и йони, разтворени в течности, са в хаотично движение, обърнати един към друг, молекули на разтворители и клетъчна мембрана. Сблъсъкът на молекулата или йона с мембраната може да има двоен резултат: молекула или "скача" от мембраната или преминаване през него. Когато вероятността от последното събитие е високо, те казват, че мембраната е пропусклива за това вещество.

Ако концентрацията на веществото от двете страни на мембраната е различна, се появява потокът от частици, насочен от по-концентриран разтвор в разреден. Разстъпва се дифузия, докато концентрацията на вещество от двете страни на мембраната е подравнена. През клетъчната мембрана са добре разтворими във вода (хидрофилни) вещества и хидрофобни, слабо или неразтворими в нея.

Хидрофобни, добре разтворими в мазнините вещества дифузна поради разтваряне в липидите на мембраната. Водата и веществата са добре в него, разтворими проникват през времевите дефекти на въглеводородната област на мембраната, така наречените. Кинки, както и катерене, постоянно съществуващи хидрофилни участъци на мембраната.

В случая, когато клетъчната мембрана е непроницаема или слабо пропусклива за разтвореното вещество, но пропусклива за вода, тя е изложена на осмотични сили. При по-ниска концентрация на веществото в клетката, отколкото в околната среда, клетката се компресира; Ако концентрацията на разтвореното вещество в клетката е по-висока, водата се втурва в клетката.

Осмозата е движението на водните молекули (разтворител) през мембраната от областта, по-малка до областта с по-голяма концентрация на разтвореното вещество. Осмотичното налягане на налягането е най-малкото налягане, което трябва да се нанесе върху разтвора, за да се предотврати потока на разтворителя през мембраната в разтвора с по-голяма концентрация на веществото.

Молекулите на разтворителя, както и молекулите на всяко друго вещество, се задвижват със сила, произтичаща от разликата в химическите потенциали. Когато вещество се разтваря, химичният потенциал на разтворителя намалява. Следователно, в областта, където концентрацията на разтвореното вещество е по-висока, химичният потенциал на разтворителя е по-нисък. Така, молекулите на разтворителя, преминаващи от разтвор с по-малък разтвор с по-голяма концентрация, се движат в термодинамичното чувство за "надолу", "от градиент".

Обемът на клетките се регулира до голяма степен от количеството на съдържащите се в тях вода. Клетката никога не е в състояние на пълно равновесие с околната среда. Непрекъснатото движение на молекули и йони през плазмената мембрана променя концентрацията на вещества в клетката и съответно, осмотичното налягане на неговото съдържание. Ако клетката секретира всяко вещество, то трябва или да избере подходящото количество вода или да абсорбира еквивалентния брой на други вещества, за да се поддържа непромененото количество осмотично налягане. Тъй като средната среда около повечето клетки е хипотонична, е важно клетките да предотвратят големи количества вода в тях. Поддържането на същата последователност на обема дори и в изотоничната среда изисква консумация на енергия, следователно в клетката, концентрацията на вещества, неспособни да дифузията (протеини, нуклеинови киселини и др.) Е по-висока, отколкото в близката клетъчна среда. В допълнение, метаболитите постоянно се натрупват в клетката, която нарушава осмотичното равновесие. Необходимостта от прекарване на енергия за поддържане на постоянния обем се доказва лесно в експерименти с охлаждащи или метаболитни инхибитори. При такива условия, клетките бързо ще набъбват.

За да разрешите "осмотичния проблем", клетките използват два начина: изпомпват компонентите на тяхното съдържание или водата, която влиза в тях. В повечето случаи клетките използват първата възможност - изпомпване на вещества, купа с йони, използвайки натриева помпа (виж).

Като цяло, обемът на клетките, които нямат твърди стени, се определя от три фактора:

а) количеството вещества, съдържащи се в тях и неспособни да проникнат през мембраната;
б) концентрация в интерщерците на съединенията, способни да преминават през мембраната;
в) съотношението на скоростите на проникване и изпомпващите вещества от клетката.

Голяма роля в регулирането на водния баланс между клетката и околната среда възпроизвежда еластичността на плазмената мембрана, създавайки хидростатично налягане, което предотвратява водата на клетката. С разликата в хидростатичния натиск в две зони на средата, водата може да се филтрира през порите на бариерата, разделяща тези зони.

Филтрационните явления са в основата на много физиологични процеси, като например образуването на първична урина в нефрон, обмен на вода между кръв и тъканна течност в капиляри.

Дифузионни йони

Дифузията на йони се среща главно чрез специализирани протеинови мембранни структури - йонни канали, когато те са в отворено състояние. В зависимост от вида на тъканта, клетките могат да имат различен набор от йонни канали. Има натрий, калий, калций, натриев калций и хлорни канали. Прехвърлянето на йони чрез каналите има редица характеристики, които го отличават от проста дифузия. В най-голяма степен тя се отнася до калциевите канали.

Йонните канали могат да бъдат в отворени, затворени и стационарни състояния. Преходът на канала от една държава към друг се контролира или чрез промяна на електрическата разлика на потенциалите върху мембраната, или взаимодействието на физиологично активни вещества с рецептори. Съответно, йонните канали са разделени на потенциално зависим и рецепторно управляван. Селективната пропускливост на йонния канал за определен йон се определя от присъствието на специални селективни филтри в устата му.

Лека дифузия

Чрез биологични мембрани, в допълнение към вода и йони, много вещества проникват с проста дифузия (от етанол до сложни лекарства). В същото време дори сплотено малките полярни молекули, например гликоли, монозахариди и аминокиселини, практически не проникват през мембраната на повечето клетки поради проста дифузия. Техният трансфер се извършва чрез лека дифузия. Дифузията на веществото съгласно градиента на неговата концентрация се нарича, която се извършва с участието на специални протеинови молекули на носители.

Превозни средства Na +, K +, CL-, Li +, СА2 +, NSO3- и H + могат също да извършват специфични носачи. Характерни черти Този вид мембранно транспортиране е висок в сравнение с простото разпространение на скоростта на прехвърляне на веществото, зависимостта от структурата на нейните молекули, насищане, конкуренция и чувствителност към специфични инхибитори - съединения, депресиращи светлинната дифузия.

Всички изброени характеристики на лека дифузия са резултат от специфичността на протеините на носителя и техния ограничен брой в мембраната. Когато се достигне определена концентрация на преносимото вещество, когато всички носители са включени в транспортирани молекули или йони, допълнително увеличение няма да доведе до увеличаване на броя на преносимите частици - явлението на насищане. Веществата, подобни на структурата на молекулите и транспортирани от същия превозвач, ще се състезават за превозвача - явлението на конкуренцията.

Разграничават няколко вида превозни средства от вещества чрез лека дифузия

Uniport, когато молекулите или йони се прехвърлят през мебелите, независимо от присъствието или прехвърлянето на други съединения (глюкозен транспорт, аминокиселини през базалната епителхотна мембрана);

Симпорт, при който тяхното прехвърляне се извършва едновременно и еднопосочно с други съединения (натриево-зависима захар и аминокиселини, Na + K +, 2Cl- и KotraNs-Sport);

Антипорт - (транспортният материал се дължи на едновременни и произволно насочени превозни средства на друго съединение или йон (Na + / СА2 +, Na + / Н + SL / NSO3- - - обмен).

Simport и Antiport са видове битки, в които скоростта на прехвърляне се контролира от всички участници в транспортния процес.

Естеството на протеиновите носители е неизвестно. Съгласно принципа на работа те са разделени на два вида. Първите превозвачи правят движенията на совалки през мембраната, а вторият е вграден в мембраната, образувайки канал. Възможно е да се модифицират действията им с антибиотици-йонофос, алкални метални носители. Така че, един от тях - (Валенезин) - действа като истински носител, пресичащ калий през мембраната. Молекули на грамицидин А, друг йонофор, груб в мембраната един с друг, образувайки "канал" за натриеви йони.

Повечето клетки имат система от лека дифузия. Въпреки това, списъкът на метаболитите, носещ с такъв механизъм, е доста ограничен. По принцип, това е захар, аминокиселини и някои йони. Съединения, които са междинни обменни продукти (фосфорилирани захари, аминокиселинни метаболитни продукти, макроерги), не се транспортират с тази система. По този начин, лека дифузия служи за прехвърляне на тези молекули, които клетката получава от околната среда. Изключението е транспортирането на органични молекули чрез епитела, което ще се разглежда отделно.

Пасивен транспорт - транспортиране на вещества в градиент на концентрация, която не изисква разходи за енергия. Пасивно транспортират хидрофобни вещества през липид двуслой. Пасивно преминава през себе си всички протеини и канали и някои превозвачи. Пасивният транспорт с участието на мембранни протеини се нарича лека дифузия.

Други протеини-носители (понякога се наричат \u200b\u200bпротеини - помпи), се прехвърлят през мембранното вещество с енергийни разходи, което обикновено се доставя по време на хидролизата на АТР. Този вид транспорт се извършва спрямо градиента на концентрацията на преносимото вещество и се нарича активен транспорт.

Simport, Antiport и Unport

Мембранните транспортни вещества също се различават по посока на тяхното движение и броя на веществата, преносими към данните: \\ t

1) Обозначение - транспортиране на едно вещество в една посока в зависимост от градиента

2) Simport - транспортиране на две вещества в една посока чрез един носител.

3) Антипорт - преместване на две вещества в различни посоки чрез един носител.

Впоследствие Провежда, например, потенциал-зависим натриев канал, през който натриевите йони се преместват в клетката по време на генерирането на потенциала.

Simport. Той извършва глюкозен носител, разположен на външната страна (преобразувана чревна лумена) страна на чревни епитела. Този протеин улавя молекулата на глюкозата и натриев йон и променя конформацията, толерира и двете вещества вътре в клетката. В същото време се използва енергията на електрохимичен градиент, който се създава в опашката си поради хидролиза на ATP натриев калий АТР-АНЗА.

Антипорт Провежда, например, натриев калиев Atpasis (или натрий-зависими Atpaz). Той прехвърля калиеви йони в клетката. И от клетката - натриеви йони.

Работата на натриево-калиев атпанзия като пример за антипрост и активен транспорт

Първоначално този превозвач придава три йони от вътрешната страна на мембраната На. +. Тези йони променят конформацията на активния център на атпазата. След това активиране на ATPAZ може да хидролизира една АТР молекула и фосфатен йон е фиксиран върху повърхността на носителя от вътрешната страна на мембраната.

Отделената енергия се изразходва за промяната в конформацията на атразата, след което три йони На. + и йонният (фосфат) се оказват от външната страна на мембраната. Ето йони На. + разцепено и заменено с две йони К. +. След това конформацията на превозвача варира в оригинала и йони К. + Оказва се, че е от вътрешната страна на мембраната. Ето йони К. + Сплит и носачът е готов отново да работи.

По-накратко действията на Atpase могат да бъдат описани, както следва:

1) тя е от вътрешната страна на клетките "отнема" три йони На. +, след това разделя ATP молекулата и се присъединява към фосфата към него

2) "хвърля" йони На. + и се присъединява към две йони К. + От външната среда.

3) изключва фосфат, две йони К. + хвърля в клетката

В резултат на това се създава висока концентрация на йони в извънклетъчната среда На. +, и вътре в клетката - висока концентрация К. +. Работа На. + , К. + - atfaz създава не само разликата между концентрациите, но и разликата в зарежданията (работи като електрическа помпа). От външната страна на мембраната се създава положителен заряд, върху вътрешния - отрицателен.

С пасивен трансфер, вода, йони, някои съединения с ниско молекулно тегло поради разликата в концентрациите свободно се движат и подравняват концентрацията на веществото вътре и извън клетката. При пасивно прехвърляне такива физически процеси като дифузия, осмоза и филтрация играят основна роля (фиг. 24-26).

Ако веществото се движи през мембраната от региона с висока концентрация към ниската концентрация без цената на енергийната клетка, тогава такъв транспорт се нарича пасивен, или дифузия ). Два вида дифузия разграничават: лесен и леки . Клетъчната мембрана е пропусклива за някои вещества и непроницаеми за другите. Ако клетъчната мембрана е пропусклива за молекулите на разтвореното вещество, тя не предотвратява дифузия.

Просто дифузия Характерно е за малки неутрални молекули (Н20, СО2, О2), както и хидрофобни органични вещества с ниско молекулно тегло. Тези молекули могат да се осъществяват без никакво взаимодействие с мембранни протеини през пори или мембранни канали, докато се запази градиентът на концентрацията.

Лека дифузия. Характерно е за хидрофилни молекули, които се прехвърлят през мембраната към градиента на концентрацията, но с помощта на специални мембранни протеини - носители. За лека дифузия, за разлика от простата, характерна висока селективност, тъй като носещият протеин има свързващ център към допълнителното транспортирано вещество и прехвърлянето е придружено от конформационни промени в протеина.

Един от възможните механизми на леката дифузия може да бъде както следва: транспортният протеин (Translocase) свързва веществото, след това се събира с противоположната страна на мембраната, тя освобождава това вещество, приема първоначалната конформация и отново подготвя транспорта функция. Малко се знае за това как се извършва движението на самия протеин. Друг възможен механизъм за прехвърляне включва участието на няколко превозвачи протеини. В този случай, първоначално свързаното съединение преминава от един протеин в друг, последователно се свързва с един, след това с друг протеин, докато се окаже, че е на противоположната страна на мембраната.

Що се отнася до транспортирането на йони, той се извършва като правило чрез разпространение чрез специален йонни канали (Фиг.27).

Фиг.27. Основните механизми на трансмембранно предаване на сигнална информация: i - преминаването на сигналната молекула разтворим в мазнини през клетъчната мембрана; II - свързване на сигналната молекула с рецептора и активирането на неговия вътреклетъчен фрагмент; III - Регулиране на дейността на йонния канал; IV - предаване на сигнална информация, използвайки вторични предаватели. 1 - Медицина; 2 - вътреклетъчен рецептор; 3 - клетъчен (трансмембран) рецептор; 4 - вътреклетъчна трансформация (биохимична реакция); 5-йонни канал; 6 - поток от йони; 7 - вторичен посредник; 8 - ензим или йонна канал; 9 - Вторичен медиатор.

По този начин има няколко транспортни механизми за превозни средства.

Първият механизъм е разтворим в липиди сигналната молекула преминава през клетъчната мембрана и активира вътреклетъчния рецептор (например ензим). Това прилага азотен оксид, редица мастни разтворими хормони (глюкокортикоиди, минералокортикоиди, секс хормони и тироидни хормони) и витамин D те стимулират транскрипцията на гени в клетъчната сърцевина и, така, синтеза на нови протеини. Механизмът на работата на хормоните е да стимулира синтеза на нови протеини в клетъчната сърцевина, които непрекъснато се съхраняват в клетката в активното състояние.

Вторият механизъм за предаване на сигнала през клетъчната мембрана е свързващ с клетъчни рецептори с извънклетъчни и вътреклетъчни фрагменти (т.е. трансмембранни рецептори). Такива рецептори са посредници на първия етап на инсулина и редица други хормони. Извънклетъчните и вътреклетъчните части на такива рецептори са свързани чрез полипептиден мост, преминаващ през клетъчната мембрана. Интраклетъчният фрагмент има ензимна активност, която се увеличава при свързването на сигнална молекула с рецептор. Съответно, степента на вътреклетъчни реакции, при които този фрагмент участва.

Третият механизъм за предаване на информация е действие за рецептори, регулиращи отвора или затварящите йонни канали. Естествените сигнални молекули, взаимодействащи с такива рецептори, включват по-специално ацетилхолин, гама-амин-масла (GAMC), глицин, аспартат, глутамат и други, които са медиатори на различни физиологични процеси. Когато взаимодействат с рецептора, има увеличение на трансмембранната проводимост за отделните йони, което причинява промяна в електрическия потенциал на клетъчната мембрана. Например, ацетилхолин, взаимодействащ с N-холинорецептори, увеличава входа на клетката на натриевите йони и причинява деполяризация и мускулна контракция. Взаимодействието на гама амина масло с неговия рецептор води до увеличаване на потока на хлорните йони в клетки, укрепване на поляризацията и развитието на спирачките (инхибиране) на централната нервна система. Този механизъм за предаване на сигнала разграничава скоростта на развитие на развитието (милисекунда).

Четвъртият трансмембранно предавателен механизъм на химичния сигнал се осъществява чрез рецептори, активиращи вътреклетъчния вторичен предавател. Когато взаимодействат с такива рецептори, процесът продължава на четири етапа. Сигналната молекула се разпознава като рецептор на повърхността на клетъчната мембрана, в резултат на тяхното взаимодействие, рецепторът активира G-протеина върху вътрешната повърхност на мембраната. Активираният G-протеин променя или ензим или йонна канала. Това води до промяна в вътреклетъчната концентрация на вторичния посредник, чрез който ефектите вече се прилагат пряко (процесите на метаболизма и енергията). Такъв механизъм за предаване на сигнала ви позволява да подобрите предавания сигнал. Така че, ако взаимодействието на сигналната молекула (например норепинефрин) с рецептора трае няколко милисекунди, активността на вторичния предавател, който рецепторът предава сигнала към релето, се запазва за десетки секунди.

Вторичните посредници са вещества, които са оформени в клетката и са важни компоненти на множество вътреклетъчни биохимични реакции. Интензивността и резултатите от живота на клетката и функционирането на цялата тъкан до голяма степен зависят от тяхната концентрация. Най-известните вторични посредници са цикличен аденозин монофосфат (CAMF), цикличен гуанозин монофосфат (CGMF), калций, калиеви йони и др.

Осмоза – специална гледка. Дифузия на вода през полупропусклива мембрана до по-висока концентрационна площ на разтвореното вещество. В резултат на това движение в клетката се създава значително налягане, което се нарича осмотично. Този натиск може дори да унищожи клетката.

Например, ако еритроцитите чиста вода, При действието на осмозата, водата ще по-бързи ще ги проникне, отколкото да отиде. Тази среда се нарича хипотоничен. Тъй като водата прониква в еритроцитите ще набъбне и избухна. Друга ситуация е изотоничната среда. Ако поставяте червените кръвни клетки във вода, съдържаща 0.87% от готващата сол, след това осмотичното налягане не е създадено. Това се обяснява с това, че с еднаква концентрация на разтвора вътре и извън клетката водата се движи същото и в двете посоки. Средата се счита за хипертонична, когато концентрацията на разтворени вещества в нея е по-висока, отколкото в клетката. Клетката (еритроцитът) в такава среда започва да губи вода, слиза и умира.

Всички тези характеристики на осмозата се вземат предвид при прилагане на лекарствени вещества. Като правило медикаментите, предназначени за инжекции, се приготвят за изотоничен разтвор. Това предотвратява подуването или набръчкване на кръвни клетки, когато лекарството е въведено. Спалките на носа също се приготвят на изотоничен разтвор, за да се избегне подуване или дехидратация на клетките на назалната лигавица.

Осмозата обяснява някои ефекти от лекарства, например, слабителният ефект на английската сол (магнезиев сулфат) и други солни лаксативи. В лумена на червата те образуват хипертонична среда. Водата под влиянието на осмозата излиза от клетките на чревния епител, междуклетъчното пространство и кръвта в чревния лумен, разтяга стените на червата, разрежда съдържанието и ускорява изпразването.

Филтрация - движението на водни молекули и вещества, разтворени в нея през клетъчната мембрана в посоката, противоположна на действието на осмотичното налягане.

Този процес става възможно, ако разтворът в клетката е под налягане, което е по-високо от осмотичното. Например, сърцето инжектира кръв в съдовете при определено налягане. В най-добрите капиляри, това налягане се увеличава и става достатъчно, за да принуди водата и се разтваря в кръвоносната субстанция, за да се остави капилярите в междуклетъчното пространство. Създава се така наречената тъканна течност, тя играе голяма роля при доставянето на хранителни вещества в клетките и отстраняването на крайното средство за метаболизъм от тях. След извършване на своите функции, тъканната течност под формата на лимфа се връща в кръвния поток върху лимфните съдове.

Филтрацията играе важна роля във функционирането на бъбреците. При бъбречни капиляри, кръвта е под високо налягане, което причинява филтриране на вода и вещества, разтворени в нея от кръвоносните съдове в най-добрите бъбречни тубули. След това част от водата и необходимия организъм на веществото отново се абсорбират и влизат в общ кръвен поток, а останалата част образува урина и произтича от тялото.

Мембранният транспорт се нарича преход на йони и молекули на вещества през мембраната от средата в клетката и в обратна посока.

В зависимост от естеството на комуникацията на транспортирането на йони или молекули с прехвърлянето на други йони и молекули разпределят: \\ t

1) Uniference - транспорт, независимо от транспорта, други връзки;

2) договорения (взаимозависим) транспорт през мембраната; Те включват Simport (едновременно и еднопосочен трансфер на две различни вещества) и антипорт (едновременно транспортиране през мембраната в противоположни посоки).

В зависимост от промяната в свободната енергия на системата се отличават два вида транспорт:

Пасивен транспорт (проста дифузия).

Активен транспорт - прехвърляне на непълни и йони срещу него градиент. или електрически. Потенциал, свързан с разходите за енергия (Прехвърляне през аминокиселинната мембрана и монозахариди).

31. Пасивен транспорт. Fiki уравнение, Nernst-Planck, Терела.
Пасивен транспорт - прехвърляне на не електролити и йони през мембраната в градиента на него. или електрически. Потенциал, придружен от намаление на свободната енергия (проста дифузия).

Движещата сила на проста дифузия е разликата на химикала. Потенциала на това вещество в две области, между които се среща дифузията. Chem. Потенциалът е стойността, която е числено равна на свободната енергия на 1 mol вещество; Определено като частно производно на свободната енергия.

Основният термодинамичен принцип, който контролира стационарното разпределение на разпръскващите молекули в мембранната система е, че химическите потенциали на това вещество от двете страни на мембраната трябва да бъдат равни.

Ако диафрагмата на веществото се прехвърля през мембраната, молките на веществото, тогава този процес е придружен от промяна в свободната енергия на системата по стойност: \\ t

dG \u003d (ii - i) dn.

Дифузията спира и системата влиза в състояние на термодинамично равновесие, когато II \u003d i.

Аз законът на фика има формата:

Потокът на веществото може да бъде представен, като се вземе предвид коефициентът на пропускливостта (P) на мембраната за дадено вещество:

където с I и С II е концентрацията на дифузионно вещество във воден разтвор. [P] \u003d cm / s.

Коефициентът на пропускливост зависи от свойствата на мембраната и преносимите вещества:

когато D е коефициентът на дифузия, коефициентът на разпределение на веществото между воден разтвор и мембраната, характеризираща разтворимостта на веществото в липидната фаза на мембраната, D е дебелината на мембраната.

Движещата сила на пасивния поток на йони през мембраната е градиентът на електрохимичния потенциал. Електрохимичен потенциал йон за условия, при които активността на йона съответства на неговата концентрация (в), е равна на: \\ t

къде - електрическият потенциал, Z е валентността на йона, F е броят на фармадей, 0 - стандартен химически потенциал.

Електрохимичният потенциал е мярка за работа, необходима за прехвърляне 1 мол от разтвор с тази концентрация и данни до безкрайно отдалечена точка във вакуум. Тази работа се състои в преодоляване на разходите за силите за химични взаимодействия (0 + RTLNC) и при прехвърлянето на таксите електрическо поле (ZF).

Дифузия на йони в разтвора и в хомогенна незаредена мембрана описва уравнението на електродифузията Nernst Planck.:

където u е мобилността на йона, d \u003d URT. Първият мандат в дясната част на уравнението описва свободната дифузия, а вторият е миграцията на йони в електрическото поле.

Теорела уравнение:Плътност на потока с пасивен транспорт: J \u003d - CU (DM / DX), където m е електрохимичен потенциал, U е мобилността на частиците, C - концентрация.

32. Видове пасивен транспорт през мембраната. Проста и лека дифузия.

Пасивен транспорт - Това е прехвърлянето на нерехолисти и йони през мембраната в градиент на химичен или електрохимичен потенциал, придружен от намаление на свободната енергия. Пасивен транспорт просто дифузия през липид двуслой и лека дифузия По каналите в мембраната и използването на носители. Процесите на проста и леки дифузия са насочени към изравняване на градиенти и да се установи равновесие в системата.
Дифузия- Спонтанно движение на веществото от места с по-голяма концентрация на места с по-малка концентрация на веществото поради хаотичното движение на молекулите.
Разлики в светлината дифузия от прост:
1) прехвърлянето на веществото, включващо превозвача, е по-бързо;
2) Леката дифузия има свойство на насищане: с увеличаване на концентрацията от едната страна на мембраната, плътността на веществото се увеличава само до определен лимит, когато всички носещи молекули вече са заети;

3) в лека дифузия има конкуренция на преносими вещества в случаите, когато носител се прехвърля на различни вещества; В същото време някои вещества се прехвърлят по-добре от други и добавянето на само това затруднява транспортирането на други; Така че, от захари Глюкозата се прехвърля по-добре от фруктозата, фруктозата е по-добра от xilose;

33. Йонни канали: механизъм на работа, селективност.
Йонните канали са интегрални гликопротеини, способни на външни влияния (промяна в потенциала върху мембраната) да променят пропускливостта на мембраната за различни йони. Йонни канали гарантират прилагането на най-важните физиологични процеси: предаването на електрически и химически / сигнали, намаляване, секреция.

Сионните канали биомембран се характеризират със селективна пропускливост за йони (селективност) и способността да се отварят и затварят в различни влияния върху мембраната. - "Gorious" канал Механизмът се контролира от външен сензор за стимулиране (рецептор на първичния посредник).

Йонните канали работят върху механизма на лека дифузия. Движението на йони по време на активирането на каналите е под градиента на концентрация. Скоростта на движение през мембраната е 10 йони в секунда. Селективността на канала се определя от наличието на селективен филтър. Неговата роля изпълнява първоначалната част на канала, която има определена такса, конфигурация и размер (диаметър), което ви позволява само да отидете на канала само определен вид йони. Някои от йонните канали са нелебени, например "изтичане" канали. Това са мембранните канали, съгласно които йоните на концентрацията на концентрацията на концентрацията от клетката са извън тези канали, но в клетката на концентрацията също е включен малък брой Na + йони.

34. Основно семейство на йонни канали.

Йонният канал е интегрален протеин, който се образува в мембранното време за обмен на клетки с околната среда от йони К +, Na +, Н +, СА 2+, С1 -, както и вода, и може да промени пропускливостта му.

Натриеви канали Те имат проста структура: протеин от три различни субединици, които образуват структура, подобна на времето - това е тръба с вътрешен лумен. Каналът може да бъде в три състояния: затворен, отворен и инактивиран (затворен и не директен). Това се осигурява чрез локализация на отрицателни и положителни такси в самата протеин; Тези обвинения са привлечени от противоположното, съществуващо на мембраната и по този начин каналът при промяна на състоянието на мембраната се отваря и затваря. Когато е отворена, натриевите йони могат свободно да проникнат в клетка в градиент на концентрация.

Канали Канали Той е по-прост: те са отделни подединици, които имат трапецовидна форма; Те се намират почти близо един до друг, но винаги има пропаст между тях. Калиевите канали не са затворени до края, в покой, калий свободно напуска цитоплазмата (според градиента на концентрация).

Калциеви канали - Това са трансмембранни протеини на сложна структура, състояща се от няколко субединици. Чрез тези канали също приемат натриеви, бариеви и водородни йони. Има потенциални зависими и рецептор-зависими калциеви канали. Чрез потенциалните зависими канали на йони CA 2+ преминават през мембраната, веднага след като неговият потенциал намалява под определено критично ниво. Във втория случай, Ca2 + потокът през мембраните се регулира от специфични агонисти (ацетилхолин, катехоламини, серотонин, хистамин и т.н.), когато те взаимодействат с клетъчни рецептори. В момента няколко вида калциеви канали имат различни свойства (проводимост, продължителност, отваряне) и имат различна локализация на тъканите.

Пасивен транспортвключва проста и лека дифузия - процеси, които не изискват енергия за енергия. Дифузия - транспортиране на молекули и йони през мембраната от региона с висок район с ниска концентрация, тези. Вещества идват под градиент на концентрация. Показване на вода чрез полупропускливи мембрани се нарича осмоза. Водата е способна да преминава през мембрани пори, образувани от протеини, и толериране на молекули и йони, разтворени в него вещества. Механизмът на проста дифузия се извършва чрез прехвърляне на малки молекули (например, O2, H2O, CO2); Този процес е малцинство и протича със скорост, пропорционална на градиента на концентрацията на транспортираните молекули от двете страни на мембраната.

Лека дифузиятой се извършва чрез канали и (или), носещи протеини, които имат специфичност по отношение на транспортираните молекули. Трансмунски протеини, които образуват малки водни пори, действат като йонни канали, през които електрохимичният градиент се транспортира чрез малки водоразтворими молекули и йони. Протеините-носители също са трансмембранни протеини, които се подлагат на обратими промени в конформацията, осигуряващи транспортирането на специфични молекули през плазмолмата. Те действат в механизмите както на пасивен, така и на активен транспорт.

Активен транспорт Това е енергоемък процес, поради което прехвърлянето на молекули се извършва с помощта на протеини на носителя срещу електрохимичен градиент. Пример за механизъм, който гарантира противоположно насочен активен транспорт на йони, е натриевата калиева помпа (представена от Na + -C + -Tphaze протеин), благодарение на която Na + йони се извеждат от цитоплазмата и йоните + се прехвърлят едновременно към него. Концентрацията на K + вътре в клетката е 10-20 пъти по-висока от външната страна и концентрацията на NA е обратното. Такава разлика в концентрациите на йони се осигурява от работата (Na * -k *\u003e помпа. За да се поддържа тази концентрация, се извършват трите Na йони от клетката на всеки две йони в * в клетката. В този процес се извършват. В този процес Протеинът участва в мембраната, която извършва функцията на ензима, която се разделя на АТФ, като освобождаването на енергията, необходима за работата на помпата.
Участието на специфични мембранни протеини в пасивно и активно транспорт показва високата специфичност на този процес. Този механизъм осигурява поддържане на постоянството на обема на клетката (чрез регулиране на осмотичното налягане), както и мембранния потенциал. Активният транспорт на глюкоза в клетката се извършва чрез протеинов носител и се комбинира с еднопосочен трансфер на Na + йон.

Лекият транспорт йони се медиират от специални трансмембранни протеини - йонни канали, осигуряващи селективен трансфер на определени йони. Тези канали се състоят от самата транспортна система и механизмът на носителя, който отваря канал за известно време в отговор на промяна в мембранния потенциал, (b) механичен ефект (например във вътрешностите на косата на косата), лиганд свързване (сигнална молекула или йон).

Мембранните транспортни вещества се различават също в посока на тяхното движение и броя на веществата, прехвърлени от този носител:

Неподготвен - транспортиране на едно вещество в една посока в зависимост от градиента
Simport - транспортиране на две вещества в една посока чрез един носител.
Антипорт - движещи се две вещества в различни области чрез един носител.

Антипорт Провежда, например, натриев калиев Atpasis (или натрий-зависими Atpaz). Той прехвърля калиеви йони в клетката. И от клетката - натриеви йони. Първоначално този превозвач придава три йони от вътрешната страна на мембраната На. +. Тези йони променят конформацията на активния център на атпазата. След това активиране на ATPAZ може да хидролизира една АТР молекула и фосфатен йон е фиксиран върху повърхността на носителя от вътрешната страна на мембраната.