Pasyvaus transporto forma yra. Transporto medžiagos per membraną. Aktyvus ir pasyvus medžiagų gabenimas per membraną. Pasyviosios transporto priemonės

ĮVADAS. \\ T

Membranos transportas - medžiagų gabenimas per ląstelių membraną į ląstelę arba iš ląstelių, atliekamų naudojant įvairius mechanizmus - paprastą difuziją, šviesos difuziją ir aktyvųjį transportą.

Svarbiausia biologinės membranos nuosavybė susideda į savo gebėjimą praleisti įvairias medžiagas į ląstelę ir iš jo. Tai labai svarbu savireguliacijai ir išlaikyti nuolatinę ląstelės sudėtį. Šis ląstelių membranos bruožas atliekamas dėl rinkimų pralaidumo, tai yra gebėjimas praleisti kai kurias medžiagas, o ne praleisti kitus.

Pasyvus transportas

Atskirti pasyvų ir aktyvų transportą. Pasyvus transportas atsiranda be energijos sąnaudų elektrocheminiu gradientu. Pasyvus apima difuziją (paprastą ir šviesą), osmosą, filtravimą. Aktyvus transportas reikalauja energijos ir atsiranda priešingai koncentracijai ar elektriniam gradientui.

Pasyvaus transporto rūšys

Pasyviųjų transporto medžiagų tipai:

· Paprasta difuzija
· Osmosas
· Difuzijos jonai
· Šviesos difuzija

Paprasta difuzija

Difuzija yra procesas, su kuriuo dujos arba tirpalai taikomi ir užpildo visą turimą sumą.

Molekulės ir jonai ištirpintos skysčiuose yra chaotišku judėjimu, nukreiptu viena į kitą, tirpiklių molekules ir ląstelių membraną. Molekulės ar jonų susidūrimas su membrana gali turėti dvigubą rezultatą: molekulę arba "Bounce" iš membranos arba perduoti jį. Kai tikimybė, kad paskutinis įvykis yra didelis, jie sako, kad membrana yra pralaidi šiai medžiagai.

Jei medžiagos koncentracija abiejose membranos pusėse yra kitokia, atsiranda dalelių srautas, nukreiptas nuo koncentruoto atskiesto tirpalo. Difuzija atsiranda tol, kol medžiagos koncentracija abiejose membranos pusėse yra suderinta. Per ląstelių membraną, gerai tirpsta vandenyje (hidrofilinėse) medžiagų ir hidrofobiški, prastai ar netirpūs jame yra.

Hidrofobinis, gerai tirpsta riebalų medžiagose, išsklaido dėl nutraukimo membranos lipiduose. Vanduo ir medžiagos yra gerai tirpios, prasiskverbia per membranos angliavandenilio regiono defektus, vadinamąjį. Kinki, taip pat laipiojimo, nuolat esamų hidrofilinių skyrių membranos.

Tuo atveju, kai ląstelių membrana yra nepereinama arba prastai pralaidi, kad ištirpintos medžiagos, bet pralaidi vandeniui, jis yra veikiamas osmotinėmis jėgomis. Mažesnės medžiagos koncentracijos ląstelėje nei aplinkoje, ląstelė yra suspausta; Jei ištirpusio medžiagos koncentracija ląstelėje yra didesnė, vandens skuba ląstelėje.

Osmozė yra vandens molekulių (tirpiklio) judėjimas per membraną nuo regiono mažesniu su didesnės koncentracijos ištirpintos medžiagos regionu. Osmotinis slėgio slėgis yra mažiausias slėgis, kuris turi būti pritaikytas tirpalui, kad tirpiklio srautas per membraną į tirpalą būtų didesnė koncentracija.

Tirpiklių molekulės, taip pat bet kurios kitos medžiagos molekulės, lemia jėga, atsirandanti dėl cheminių potencialių skirtumo. Kai medžiaga ištirpsta, mažėja tirpiklio cheminis potencialas. Todėl regione, kur ištirpusio medžiagos koncentracija yra didesnė, tirpiklio cheminis potencialas yra mažesnis. Taigi, tirpiklių molekulės, pereinant nuo tirpalo su mažesniu tirpalu su didesne koncentracija, judėkite į termodinaminę prasme "žemyn", gradiento ".

Ląstelių tūrį daugiausia reglamentuoja jose esančios vandens kiekis. Nelaiminis narvas niekada nėra pilnos pusiausvyros su aplinka. Nuolatinis molekulių ir jonų judėjimas per plazmos membraną keičia medžiagų koncentraciją ląstelėje ir, atitinkamai, jo turinio osmozinis slėgis. Jei ląstelė išskiria bet kokią medžiagą, tada ji turėtų pasirinkti tinkamą vandens kiekį arba įsisavinti lygiavertį kitų medžiagų skaičių, kad būtų išlaikytas nepakitusios osmotinių slėgio kiekis. Kadangi vidutinė aplinka aplink ląsteles yra hipotoninė, ląstelėms svarbu užkirsti kelią dideliems vandens kiekiams. Tą patį tūrio nuoseklumą net izotoninėje terpėje reikia energijos suvartojimo, todėl ląstelėje esančių medžiagų koncentracija, nesugeba difuzijai (baltymams, nukleino rūgštims ir kt.) Yra didesnis nei artimoje ląstelių laikmenoje. Be to, metabolitai nuolat kaupiasi ląstelėje, kuri sutrikdo osmotinę pusiausvyrą. Būtinybė išleisti energiją, kad išlaikytumėte pastovumo tūrį yra lengvai pasirodė eksperimentuose su aušinimu ar metaboliniais inhibitoriais. Tokiomis sąlygomis ląstelės greitai išsipūstos.

Norėdami išspręsti "osmotinę problemą", ląstelės naudoja dviem būdais: jie išpumpavo jų turinio sudedamąsias dalis arba į juos patekti į vandenį. Daugeliu atvejų ląstelės naudoja pirmąją galimybę - cheminių medžiagų siurbimą, jonų dubenį naudojant natrio siurblį (žr.).

Apskritai ląstelių, neturinčių standžių sienų, apimtis lemia trys veiksniai:

a) medžiagų, esančių jose, sumą ir negali būti įsiskverbimo per membraną;
b) koncentracija tarp junginių, galinčių perduoti per membraną interstics;
c) skverbties tarifų ir siurbimo medžiagų santykis nuo ląstelės.

Didelis vaidmuo reglamentuojant vandens pusiausvyrą tarp ląstelių ir aplinkos atkuria plazmos membranos elastingumą, sukuriant hidrostatinį slėgį, kuris apsaugo nuo vandens į ląstelę. Su hidrostatinio slėgio skirtumu dviejose terpės srityse, vanduo gali būti filtruojamas per kliūčių, skirtų atskirti šias sritis poras.

Filtravimo reiškiniai yra daug fiziologinių procesų, pvz., Pavyzdžiui, pirminio šlapimo formavimas nefronyje, vandens mainų tarp kraujo ir audinių skysčio kapiliaruose.

Difuzijos jonai

Jonų difuzija vyksta daugiausia per specializuotus baltymų membraninius konstrukcijas - jonų kanalus, kai jie yra atviroje būsenoje. Priklausomai nuo audinio tipo, ląstelės gali turėti skirtingą jonų kanalų rinkinį. Yra natrio, kalio, kalcio, natrio kalcio ir chloro kanalų. Jonų perdavimas per kanalus turi keletą funkcijų, kurios jį išskiria nuo paprastos difuzijos. Didžiausią mastą jis susijęs su kalcio kanalais.

Jonų kanalai gali būti atvirose, uždarose ir nepriekaištingose \u200b\u200bvalstybėse. Kanalo perėjimas nuo vienos valstybės į kitą yra kontroliuojamas arba keičiant elektrinį skirtumą membranos, arba fiziologiškai aktyvių medžiagų su receptoriais sąveika. Atitinkamai jonų kanalai yra suskirstyti į potencialų priklausomą ir receptorių valdomą. Selektyvus šoninio kanalo pralaidumas tam tikros jonų yra lemia specialių selektyvių filtrų buvimas burnoje.

Šviesos difuzija

Per biologines membranas, be vandens ir jonų, daugelis medžiagų įsiskverbia į paprastą difuziją (nuo etanolio iki sudėtingų vaistų). Tuo pačiu metu netgi splicai mažos poliarinės molekulės, pavyzdžiui, glikoliai, monosacharidai ir aminorūgštys praktiškai ne per daugelio ląstelių membraną dėl paprastos difuzijos. Jų perdavimą atlieka šviesos difuzija. Medžiagos difuzija pagal jos koncentracijos gradientą yra vadinamas, kuris atliekamas su specialiomis baltymingomis vežėjų molekulių dalyvavimu.

Transporto priemonės NA +, K +, Cl-, LI +, CA2 +, NSO3- ir H + taip pat gali atlikti konkrečius vaikus. Šio tipo membraninio transporto rūšies bruožai yra dideli, palyginti su paprastu cheminės medžiagos difuzijos lygiu, priklausomybe nuo jos molekulių struktūros, prisotinimo, konkurencijos ir jautrumo tam tikriems inhibitoriams - junginiams, slopinantiems šviesos difuziją.

Visos išvardytos lengvos difuzijos savybės yra nešiklio baltymų specifiškumo ir jų riboto skaičiaus membranoje. Kai pasiekiama tam tikra nešiojamojo turinio koncentracija, kai visi vežėjai užsiima gabenančiomis molekulėmis ar jonais, tolesnis jo padidėjimas nebus padidėjęs nešiojamųjų dalelių skaičius - prisotinimo fenomenas. Medžiagos, panašios į molekulių struktūrą ir gabenama tame pačiame vežėjui, konkuruos už vežėją - konkurencijos reiškinį.

Atskirti kelių tipų medžiagų tipų medžiagų per lengvą difuziją

Uniport kai molekulės arba jonai perduodami per baldus, neatsižvelgiant į kitų junginių buvimą ar perdavimą (gliukozės transportas, aminorūgštys per bazinį epitelocitų membraną);

Simpas, kuriame jų perdavimas atliekamas vienu metu ir vienodai su kitais junginiais (natrio priklausomu cukrumi ir aminorūgščiais, Na + K +, 2Cl- ir Kotrans-Sport);

Antiport - (transporto reikalas yra susijęs su vienu metu ir savavališkai nukreiptų transporto priemonių kito junginio arba jonų (NA + / CA2 +, Na + / H + SL / NSO3- - - mainai).

Simport ir antiport yra kovų rūšys, kuriose perdavimo lygis kontroliuoja visi transporto proceso dalyviai.

Baltymų vežėjų pobūdis nežinomas. Pagal veikimo principą jie suskirstyti į dviejų tipų. Pirmosios rūšies vežėjai per membraną sudaro pervežimo judesius, o antrasis yra įterptas į membraną, formuojant kanalą. Galima keisti savo veiksmus naudojant antibiotikų-ionophos, šarminių metalo vežėjus. Taigi, vienas iš jų - (Valineizin) - veikia kaip tikras vežėjas, kertantis kalio per membraną. Gramicidino molekulės A, dar vienas jonoforas, grubus vieni kitiems membranai, sudaranti "kanalą" natrio jonams.

Dauguma ląstelių turi lengvą difuzijos sistemą. Tačiau metabolitų, turinčių tokį mechanizmą, sąrašas yra gana ribotas. Iš esmės tai yra cukraus, amino rūgščių ir kai kurių jonų. Junginiai, kurie yra tarpiniai mainų produktų (fosforilintų cukrų, amino rūgšties metabolinių produktų, makroergija) nėra gabenami naudojant šią sistemą. Taigi, šviesos difuzija padeda perkelti tuos molekules, kad ląstelė gauna iš aplinkos. Išimtis yra organinių molekulių gabenimas per epitelį, kuris bus laikomas atskirai.

Pasyvus transportas - medžiagų transportavimas į koncentracijos gradientą, kuriam nereikia energijos sąnaudų. Pasyviai transportuoja hidrofobines medžiagas per lipidų bilayer. Pasyviai eina per save visus baltymus ir kanalus bei kai kuriuos vežėjus. Pasyvus transportas su membraninių baltymų dalyvavimu vadinama šviesos difuzija.

Kiti baltymų laikikliai (jie kartais vadinami baltymais - siurbliai) perduodami per membraninę medžiagą su energijos sąnaudomis, kurios paprastai tiekiamas ATP hidrolizės metu. Šis transportas atliekamas prieš nešiojamojo medžiagos koncentracijos gradientą ir vadinama aktyviu transportu.

SIMPORT, ANTIPORT IR UNPORT

Membraninės transporto priemonės taip pat skiriasi nuo jų judėjimo kryptimi ir duomenų skaičiaus su duomenimis:

1) Vienos medžiagos vienos medžiagos vienos pusės transportavimas priklauso nuo gradiento

2) SIMPORT - dviejų medžiagų transportavimas viena kryptimi per vieną vežėją.

3) Antiport - dviejų medžiagų perkėlimas į įvairias kryptis per vieną vežėją.

Unport. Vadovaudamas, pavyzdžiui, potencialus priklausomas natrio kanalas, per kurį natrio jonai perkeliami į ląstelę, kai susidaro potencialas.

SIMPORT. Jis atlieka gliukozės laikiklį, esantį ant išorinio (konvertuojamo žarnyno liumenų) pusės žarnyno epitelio ląstelių. Šis baltymas užfiksuoja gliukozės molekulę ir natrio joną ir, keičiant konformaciją, toleruoja abu medžiagas ląstelėje. Tuo pačiu metu naudojama elektrocheminio gradiento energija, kuri yra sukurta savo eilėje dėl ATP natrio-kalio ATP-AZA hidrolizės.

Antiportas Elgiasi, pavyzdžiui, natrio-kalio atpasis (arba priklausomas nuo natrio ATPAZ). Jis perduoda kalio jonus į narvą. Ir nuo ląstelių - natrio jonų.

Natrio-kalio atpasazės darbas kaip antiporo ir aktyvaus transporto pavyzdys

Iš pradžių šis vežėjas prijungia tris jonus nuo membranos vidų Na. +. Šie jonai keičia Akutuojamojo APPASE centro konformaciją. Po tokio ATPAZ aktyvavimo gali hidrolizuoti vieną ATP molekulę, o fosfato jonas yra pritvirtintas prie vežėjo paviršiaus iš membranos vidų.

Atskira energija išleidžiama atsižvelgiant į ATPASE, po kurio trys jonai Na. + ir jonų (fosfatas) pasirodo esąs membranos išorėje. Čia yra jonai Na. + Išjungta ir pakeista dviem jonais K. +. Tada vežėjo konformacija skiriasi nuo originalo ir jonų K. + Pasirodo, kad jis yra membranos viduje. Čia yra jonai K. + Splitas, vežėjas yra pasirengęs dar kartą dirbti.

Daugiau trumpai trumpai veiksmai ATPASE galima apibūdinti taip:

1) Ji yra iš ląstelių vidų "trunka" tris jonus Na. +, tada padalijasi ATP molekulės ir sujungia fosfatą jam

2) "išmeta" jonus Na. + ir prisijungia prie dviejų jonų K. + Nuo išorinės aplinkos.

3) atjungia fosfatą, du jonus K. + Meta viduje ląstelės

Dėl to ekstraląstelinėje terpėje sukurta didelė jonų koncentracija Na. +, ir viduje - didelė koncentracija K. +. Darbas. \\ T Na. + , K. + - ATFAZ sukuria ne tik skirtumą tarp koncentracijų, bet ir mokesčių skirtumų (jis veikia kaip elektros siurblys). Ant membranos išorėje yra sukurtas teigiamas mokestis, ant vidinio - neigiamo.

Su pasyviu perdavimu, vandeniu, jonais, kai kurie mažai molekuliniai svorio junginiai dėl koncentracijos skirtumo laisvai judėti ir suderinti medžiagos koncentraciją viduje ir už jos ribų. Pasyviu būdu tokie fiziniai procesai kaip difuzija, osmosas ir filtravimas atlieka svarbų vaidmenį (24-26 pav.).

Jei medžiaga juda per membraną nuo regiono su didelę koncentraciją link mažos koncentracijos be energijos elemento kainos, toks transportas vadinamas pasyviu, arba difuzija ). Dviejų rūšių difuzijos skiriasi: paprasta ir. \\ T lengvas . Ląstelių membrana yra pralaidi kai kurioms medžiagoms ir nepralaidi kitiems. Jei ląstelių membrana yra pralaidi ištirpintų medžiagų molekulių, ji netrukdo difuzijai.

Paprasta difuzija Tai būdinga mažoms neutralioms molekulėms (H2 O, CO2, O 2), taip pat hidrofobinėms mažoms molekulinėms medžiagoms. Šios molekulės gali vykti be jokios sąveikos su membraniniu baltymais per poras ar membraninius kanalus, kol bus išlaikytas koncentracijos gradientas.

Šviesos difuzija. Tai būdinga hidrofilinėms molekulėms, kurios perkeliamos per membraną prie koncentracijos gradiento, bet su specialiais membraniniais baltymais - vežėjais. Dėl lengvos difuzijos, priešingai nei paprastas, būdingas aukštas selektyvumas, nes vežėjo baltymas turi privalomą centrą prie papildomos vežamos medžiagos, o perdavimas lydi konformacinius baltymų pokyčius.

Vienas iš galimų lengvųjų difuzijos mechanizmų gali būti tokie: transporto baltymų (trancokaze) asocijuoja cheminę medžiagą, tada jis yra sujungtas su priešingos pusės membranos, ji atlaisvina šią medžiagą, užima pradinę konformaciją ir vėl paruošti transportą funkcija. Mažai žinoma apie tai, kaip atliekamas paties baltymų judėjimas. Kitas galimas perdavimo mechanizmas apima kelių vežėjų baltymų dalyvavimą. Tokiu atveju iš pradžių susijęs junginys pati eina iš vieno baltymo į kitą, nuosekliai surišantį su vienu, tada su kitu baltymu, kol pasirodys būti priešingoje pusėje membranos.

Kalbant apie jonų transportavimą, ji yra vykdoma kaip taisyklė, difuzija per ypatingą jonų kanalai (27 pav.).

27 pav. Pagrindiniai signalizacijos informacijos perdavimo mechanizmai: i - signalo molekulės eiga tirpsta riebaluose per ląstelių membraną; II - signalo molekulės su receptoriumi ir intracelulinio fragmento aktyvavimas; III - ION kanalo veiklos reguliavimas; IV - signalizacijos informacijos perdavimas naudojant antrinius siųstuvus. 1 - medicina; 2 - intracellulinė receptorius; 3 - ląstelių (transmembraninis) receptorius; 4 - intracelulinė transformacija (biocheminė reakcija); 5 - jonų kanalas; 6 - jonų srautas; 7 - Antrinis tarpininkas; 8 - fermento arba jonų kanalas; 9 - antrinis tarpininkas.

Taigi yra keletas transporto priemonių transporto mechanizmų.

Pirmasis mechanizmas yra tirpus lipiduose, signalo molekulė eina per ląstelių membraną ir įjungia ląstelių receptorių (pavyzdžiui, fermentą). Tai taikoma azoto oksido, riebalų tirpių hormonų (gliukokortikoidų, mineralokortikoidų, lytinių hormonų ir skydliaukės hormonų) ir vitamino D. Jie skatina genų transkripciją ląstelių šerdyje ir taip, naujų baltymų sintezė. Hormonų veiklos mechanizmas yra skatinti naujų baltymų sintezę ląstelių šerdyje, kurie nuolat laikomi ląstelėje veiklioje būsenoje.

Antrasis signalo perdavimo mechanizmas per ląstelių membraną yra privalomas ląstelių receptoriams, turintiems ekstraląstelinius ir ląstelių fragmentus (ty transmembrane receptorius). Tokie receptoriai yra tarpininkai pirmame insulino etape ir kitų hormonų. Tokių receptorių ekstraląstelinės ir ląstelių dalys yra susijusios su polipeptido tiltu, einančiu per ląstelių membraną. Intrakuliarus fragmentas turi fermentinę veiklą, kuri padidina, kai surišiama signalizacijos molekulė su receptoriumi. Atitinkamai, intracelulinės reakcijos, kuriose dalyvauja šis fragmentas, norma.

Trečiasis informacinis perdavimo mechanizmas yra receptorių, reguliuojančių atidarymo ar uždarymo kanalų veikimą. Natūralios signalizacijos molekulės sąveikaujančios su tokiais receptoriais apima, ypač acetilcholiną, gama-aminą-aliejaus rūgštį (GAMC), gliciną, aspartatą, glutamatą ir kitus, kurie yra įvairių fiziologinių procesų tarpininkai. Kai jie sąveikauja su receptoriumi, didėja transmembraninis laidumas individualiems jonams, kurie sukelia ląstelių membranos elektros potencialo pokyčius. Pavyzdžiui, acetilcholine, sąveikaujanti su N-cholinoreceptoriais, padidina įėjimą į natrio jonų ląstelę ir sukelia depolarizaciją ir raumenų susitraukimą. Gama-amino aliejaus rūgšties sąveika su receptoriumi sukelia chloro jonų srautą į ląsteles, stiprinant poliarizaciją ir centrinės nervų sistemos stabdymo (slopinimo) kūrimą. Šis signalo perdavimo mechanizmas išskiria vystymosi efekto greitį (Millisecond).

Cheminio signalo ketvirtasis perdavimo mechanizmas įgyvendinamas per receptorius, aktyvinančius intracelulinį antrinį siųstuvą. Bendraukus su tokiais receptoriais, procesas vyksta į keturis etapus. Signalo molekulė yra atpažįstama kaip ląstelių membranos paviršiaus receptorių, kaip jų sąveikos rezultatas, receptorius suaktyvina G-baltymą ant vidinio paviršiaus membranos. Aktyvintas G-baltymų keičia fermentą arba jonų kanalą. Tai sukelia vidnelę koncentracijos antrinio tarpininko, per kurį poveikis jau yra tiesiogiai įgyvendinami (medžiagų apykaitos ir energijos procesai). Toks signalo perdavimo mechanizmas leidžia padidinti perduotą signalą. Taigi, jei signalo molekulės sąveika (pavyzdžiui, norepinefrine) su receptoriumi trunka keletą milisekundžių, antrinio siųstuvo, kurį receptorius perduoda signalą į relę, veikla yra išsaugota dešimtys sekundžių.

Antriniai tarpininkai yra medžiagos, kurios susidaro ląstelėje ir yra svarbūs daugelio intrakuliarinių biocheminių reakcijų komponentai. Ląstelės gyvenimo intensyvumas ir rezultatai, o viso audinio veikimas labai priklauso nuo jų koncentracijos. Labiausiai žinomi antriniai tarpininkai yra ciklinis adenozino monofosfatas (CHF), ciklinis guanozino monofosfatas (CGMF), kalcio, kalio jonai ir kt.

Osmosas - specialus vandens difuzijos tipas per pusiau pralaidią membraną į didesnę ištirpusio medžiagos koncentracijos sritį. Dėl šio judėjimo ląstelės viduje sukuriamas didelis slėgis, kuris vadinamas osmotiniu. Šis slėgis gali netgi sunaikinti ląstelę.

Pavyzdžiui, jei eritrocitai yra dedami į švarų vandenį, tada vanduo bus greitesnis į osmoso veiksmus, nei palikti. Ši terpė vadinama hipotonine. Kaip vanduo įsiskverbia į eritrocitą bus išsipūsti ir sprogo. Kita situacija yra izotoninė terpė. Jei raudonųjų kraujo kūnelių įdėjimas į vandenį, kuriame yra 0,87% virimo druskos, o osmotinis slėgis nesukuriamas. Tai paaiškina tai, kad su vienoda koncentracija tirpalo viduje ir už jos ribų, vanduo juda vienodai abiem kryptimis. Vidutinė laikoma hipertonine, kai ištirpintų medžiagų koncentracija jame yra didesnė nei ląstelėje. Ląstelė (eritrocitų) tokia terpė pradeda prarasti vandenį, nueina ir miršta.

Vykdant vaistines medžiagas atsižvelgiama į visas šias osmoso bruožus. Paprastai injekciniai vaistai yra paruošti izotoniniu tirpalu. Tai apsaugo nuo patinimas ar raukšlių kraujo ląstelių, kai vaistai yra įvestas. Nosies lašai taip pat yra paruošti izotoniniu tirpalu, kad būtų išvengta nosies gleivinės ląstelių patinimo ar dehidratacijos.

Osmozė paaiškina tam tikrą narkotikų poveikį, pavyzdžiui, angliško druskos (magnio sulfato) ir kitų druskos vidurių veiksmo poveikį. Žarnyno liumene jie sudaro hipertenzinę aplinką. Vanduo pagal osmoso įtaką iš žarnyno epitelio ląstelių, intercellulinės erdvės ir kraujo į žarnyno liumeną, tęsiasi žarnyno sienos, praskiedžiama jo turinį ir pagreitina ištuštinimą.

Filtravimas - vandens molekulių ir medžiagų judėjimas jį ištirpintas per ląstelių membraną kryptimi priešais osmotinio slėgio veikimui.

Šis procesas tampa įmanomas, jei ląstelės tirpalas yra slėgis, kuris yra didesnis už osmotiką. Pavyzdžiui, širdies švirkščiamas kraujas į laivus tam tikru slėgiu. Geriausiuose kapiliaruose šis slėgis didėja ir tampa pakankamas, kad priverstų vandenį ir ištirpintų kraujo medžiagoje palikti kapiliarus į interklertinę erdvę. Sudaromas vadinamasis audinio skystis, jis vaidina didelį vaidmenį maistinių medžiagų pristatymo į ląsteles ir galutinių medžiagų metabolizmo pašalinimas iš jų. Atlikę savo funkcijas, limfos formos audinio skystis grąžinamas į kraujotaką ant limfiniais laivais.

Filtravimas atlieka svarbų vaidmenį inkstų veikimui. Inkstų kapiliaruose kraujas yra aukšto slėgio, kuris sukelia vandens filtravimą ir medžiagas, ištirpintus jame iš kraujagyslių į geriausius inkstų vamzdelius. Tada dalis vandens ir būtino organizmo medžiagos vėl absorbuojamas ir sudarytas į bendrą kraujotaką, o likusi dalis formuoja šlapimą ir yra kilęs iš organizmo.

Membraninis transportas vadinamas jonų ir medžiagų molekulių perėjimu per membraną nuo terpės ląstelėje ir priešinga kryptimi.

Priklausomai nuo jonų ar molekulių perdavimo su kitų jonų ir molekulių perdavimo pobūdžio pobūdį skiria: \\ t

1) Noniefercess - Transportas, nepriklausomai nuo transporto, kitos jungtys;

2) "Kotransport" - sutarta (tarpusavyje susiję) transportas per membraną; Ji apima SIMPORT (vienu metu ir vienpusis dviejų skirtingų medžiagų perdavimas) ir antiport (vienu metu transportuoti per membraną priešingomis kryptimis).

Priklausomai nuo laisvos sistemos pokyčių, išskiriami dviejų tipų transportas:

Pasyvus transportas (Paprasta difuzija).

Aktyvus transportas - ne elektrolitų ir jonų perdavimas prieš jį gradientu. arba elektriniai. Potencialas, susijęs su energijos sąnaudomis (Perkėlimas per aminorūgščių membraną ir monosacharidus).

31. Pasyvus transportas. Fiki lygtis, Nernst-Planck, Teorella..
Pasyvus transportas - neperduodami ne elektrolitų ir jonų per membraną jam gradientu. arba elektriniai. Potencialas kartu su laisvos energijos sumažėjimu (Paprasta difuzija).

Paprastos difuzijos varomoji jėga yra jo skirtumas. Šios medžiagos potencialai dviejose srityse, tarp kurių difuzija įvyksta. Chem. Potencialas yra vertė, kuri yra skaitmeniškai lygi laisvai energijos vienam iš medžiagų; Nustatoma kaip privatus laisvo energijos išvestinis finansinis poveikis.

Pagrindinis termodinaminis principas, kuris kontroliuoja stacionarų pasiskirstymą difuzuojančioms molekulių membranos sistemoje yra ta, kad cheminiai potencialai šios medžiagos abiejose membranos pusėse turėtų būti lygūs.

Jei medžiagos diafragma perduodama per membraną, medžiagos moles, tada šis procesas lydi laisvos sistemos pokyčius pagal vertę:

dG \u003d (II - I) DN.

Difuzija sustoja ir sistema eina į termodinaminės pusiausvyros būklę, kai II \u003d i.

I FIKA įstatymas turi formą:

Medžiagos srautą galima pateikti, atsižvelgiant į membranos pralaidumo koeficientą (P) tam tikroje medžiagoje: \\ t

kur su I ir C II yra difuzinės medžiagos koncentracija vandeniniame tirpale. [P] \u003d cm / s.

Permirkimo koeficientas priklauso nuo membranos ir nešiojamų medžiagų savybių:

kur D yra difuzijos koeficientas, medžiagos pasiskirstymo koeficientas tarp vandeninio tirpalo ir membranos, apibūdinančios medžiagos tirpumą lipidų fazėje membranos, D yra membranos storis.

Pasyvaus jonų srauto varomoji jėga per membraną yra elektrocheminio potencialo gradientas. Elektrocheminis potencialas jonų sąlygoms, kuriomis jonų veikla atitinka jo koncentraciją (C), yra lygi: \\ t

kur - elektrinis potencialas, Z yra jonų valencija, F yra Faraday, 0 - standartinis cheminis potencialas.

Elektrocheminis potencialas yra darbo matas, reikalingas 1 molui perduoti tirpalą su šia koncentracija ir duomenimis į begalinį nuotolinį tašką vakuume. Šį darbą sudarė cheminės sąveikos jėgos (0 + RTLNC) įveikimo ir mokesčių perdavimo elektros lauke (ZF) sąnaudos.

IONS difuzija tirpale ir homogeninėje membranoje apibūdina elektrodiffuzijos lygtį Nernst Planck.:

kur u yra jonų mobilumas, d \u003d URT. Pirmasis terminas dešinėje lygtyje apibūdina laisvą sklaidą, antroji yra jonų migracija elektriniame lauke.

Theorella lygtis:Srauto tankis su pasyviu transportu: J \u003d - Cu (DM / DX), kur M yra elektrocheminis potencialas, u yra dalelių judumas, C - koncentracija.

32. Pasyvaus transporto rūšys per membraną. Paprastas ir lengvas difuzija.

Pasyvus transportas - Tai yra ne elektrolitų ir jonų perdavimas per cheminio ar elektrocheminio potencialo gradientą, kartu su laisvos energijos mažėjimu. Pasyvus transportas paprasta difuzija per lipidų bilayer ir Šviesos difuzija Ant membranos kanalų ir naudojant nešiklius. Paprasto ir šviesos difuzijos procesai yra skirti lyginant gradientus ir nustatant pusiausvyrą sistemoje.
Difuzija- spontaniškas medžiagos judėjimas iš vietų su didesne koncentracija vietose su mažesne koncentracija medžiagos dėl chaotiško šilumos judėjimo molekulių.
Šviesos difuzijos skirtumai nuo paprasto:
1) Medžiagos perkėlimas į vežėją yra greitesnis;
2) lengvas difuzija turi sodrumo turtą: su didėjant koncentracijai vienoje membranos, medžiagos tankis didėja tik tam tikros ribos, kai visos nešiklio molekulės jau užimtos;

3) lengvos difuzijos yra nešiojamų medžiagų konkuruojant tais atvejais, kai vežėjas perduodamas į skirtingas medžiagas; Tuo pačiu metu kai kurios medžiagos perduodamos geriau nei kitos, o vien tik papildant sunku vežti kitus; Taigi, nuo cukrų gliukozės perduodamas geriau nei fruktozė, fruktozė yra geresnė nei xilose;

33. Jonų kanalai: darbo mechanizmas, selektyvumas.
Jonų kanalai yra neatskiriami glikoproteinai, galintys išorinės įtakos (membranos potencialo pokytis) keičia membranos pralaidumą skirtingiems jonams. Joniniai kanalai užtikrina svarbiausių fiziologinių procesų įgyvendinimą: elektros ir cheminių / signalų perdavimas, sumažinimas, sekrecija.

Jonų kanalai biomembrane pasižymi selektyviu pralaidumu jonų (selektyvumo) ir gebėjimui atidaryti ir arti įvairių įtakų membranai. - "Galous" kanalo mechanizmą kontroliuoja išorinio paskatų jutiklis (pirminio tarpininko receptorius).

Jonų kanalai veikia dėl lengvos difuzijos mechanizmo. Jonų judėjimas kanalų aktyvuojant yra po koncentracijos gradiento. Judėjimo greitis per membraną yra 10 jonų per sekundę. Kanalo selektyvumą lemia atrankinis filtras. Jos vaidmuo atlieka pradinę kanalo dalį, kurioje yra tam tikras įkrovimas, konfigūracija ir dydis (skersmuo), kuris leidžia jums eiti į kanalą tik tam tikro tipo jonų. Kai kurie jonų kanalai yra ne selektyvūs, pavyzdžiui, "nuotėkio" kanalai. Tai yra membraniniai kanalai, pagal kuriuos koncentracijos koncentracijos jonai yra iš šių kanalų, tačiau su koncentracijos ląstelėmis taip pat yra nedidelis NA + jonų skaičius.

34. Pagrindinė jonų kanalų šeima.

Jonų kanalas yra neatsiejamas baltymas, kuris formas membraniniu laiku mainų ląsteles su aplinka jonų k +, Na +, H +, CA 2+, Cl -, taip pat vandens, ir gali pakeisti savo pralaidumą.

Natrio kanalai Jie turi paprastą struktūrą: trijų skirtingų subvienetų baltymas, kuris sudaro panašų struktūrą, kuri yra vamzdis su vidiniu liumenu. Kanalas gali būti trijose būsimose: uždarytas, atviras ir inaktyvuotas (uždarytas ir ne tiesioginis). Tai užtikrina lokalizuojant neigiamus ir teigiamus mokesčius pačiame baltymuose; Šie mokesčiai pritraukiami į priešingą, esamą ant membranos, todėl kanalas keičiasi membranos būseną atveria ir užsidaro. Kai jis yra atviras, natrio jonai gali laisvai prasiskverbti į koncentracijos gradiento narve.

Kaliva kanalai Tai paprastesnis: tai yra atskiri subvienetai, turintys trapecinę formą; Jie yra beveik arti vienas kito, tačiau tarp jų visada yra atotrūkis. Kalio kanalai nėra uždaryti iki galo, ramybė, kalio laisvai palieka citoplazmą (pagal koncentracijos gradientą).

Kalcio kanalai - tai yra transmembraniniai baltymai, kurių sudėtyje yra kelių subvienetų. Per šiuos kanalus taip pat gauna natrio, bario ir vandenilio jonus. Yra potencialių priklausomų ir receptoriaus priklausomų kalcio kanalų. Per potencialius priklausomus jonų kanalus praeina per membraną, kai tik jos potencialas sumažės žemiau tam tikro kritinio lygio. Antruoju atveju CA 2+ srautas per membranas reguliuoja specifiniai agonistai (acetilcholinas, katecholaminai, serotoninas, histaminas ir tt), kai jie bendrauja su ląstelių receptoriais. Šiuo metu kelių rūšių kalcio kanalai turi skirtingas savybes (laidumas, trukmė, atidarymas) ir turintys skirtingą audinių lokalizaciją.

Pasyvus transportasapima paprastą ir lengvą difuziją - procesus, kuriems nereikia energijos sąnaudų. Difuzija - Molekulių ir jonų gabenimas per membraną nuo regiono su aukštu regionu su maža koncentracija. Medžiagos patenka į koncentracijos gradientą. Vandens difuzija per pusiau pralaidias membranas vadinamas osmosas. Vanduo gali praeiti per membranines poras, kurias sudaro baltymai, ir toleruoja molekules ir jonus, ištirpintus jame medžiagose. Paprasto difuzijos mechanizmas atliekamas perduodant mažas molekules (pvz., O2, H2O, CO2); Šis procesas yra mažuma ir eina į greitį proporcinga vežamų molekulių koncentracijos gradientui abiejose membranos pusėse.

Šviesos difuzijajis atliekamas per kanalus ir (arba), vežėjų baltymus, turinčius specifiškumą vežamų molekulių atžvilgiu. Transmembraniniai baltymai, kurie sudaro mažų vandeninių porų veikia kaip jonų kanalai, per kuriuos elektrocheminis gradientas yra gabenamas mažų vandenyje tirpių molekulių ir jonų. Proteinų vežėjai taip pat yra transmembraniniai baltymai, kurie patiria grįžtamus atitikties pokyčius, teikiant konkrečias molekules per plazmolmą. Jie veikia tiek pasyvaus ir aktyvaus transporto mechanizmuose.

Aktyvus transportas Tai yra energiją vartojantis procesas, dėl kurio molekulių perdavimas atliekamas su vežėjo baltymų pagal elektrocheminį gradientą pagalba. Mechanizmo, kuris užtikrina, priešingiausiai nukreiptas aktyvus jonų transportas yra natrio-kalio siurblys (Pateikta NA + -C + -Thaze baltymų), nes Na + jonai yra išimami iš citoplazmos ir jonų + tuo pačiu metu perkeliami į jį. K + ląstelės koncentracija yra 10-20 kartų didesnė už išorę, o NA koncentracija yra priešinga. Toks jonų koncentracijos skirtumas yra teikiamas darbe (NA * -K *\u003e Siurblys. Siekiant išlaikyti šią koncentraciją, atliekami trys Na jonai iš kiekvieno dviejų jonų į ląstelę. Šiame procese šiame procese , baltymas dalyvauja membranoje, kuri atlieka fermento padalijimo ATP funkciją, išlaisvinus siurblio veikimui reikalingą energiją.
Konkrečių membraninių baltymų dalyvavimas pasyviame ir aktyviame transporte rodo didelį šio proceso ypatumus. Šis mechanizmas užtikrina ląstelių tūrio pastovumo palaikymą (reguliuojant osmotinį slėgį), taip pat membranos potencialą. Aktyvus gliukozės transportas į ląstelę atlieka baltymų vežėjas ir kartu su na + jonų vienakrypčiais perdavimu.

Lengvas transportas jonai yra tarpininkaujant pagal specialius transmembraninius baltymus - jonų kanalus, suteikiančius selektyvų tam tikrų jonų perdavimą. Šiuos kanalus sudaro pati transporto sistema ir nešiklio mechanizmas, kuris tam tikrą laiką atveria kanalą, atsižvelgiant į membranos potencialo pokyčius, (b) mechaninį poveikį (pvz., Vidinės ausies plaukų ląstelėse), Ligand surišimas (signalo molekulė arba jonų).

Membranos transporto priemonės taip pat skiriasi jų judėjimo kryptimi ir šio vežėjo perduotų medžiagų skaičiumi:

Nesvarbu - vienos medžiagos gabenimas viena kryptimi priklausomai nuo gradiento
SIMPORT - dviejų medžiagų transportavimas viena kryptimi per vieną vežėją.
Antiportas yra dviejų medžiagų judėjimas įvairiomis kryptimis per vieną vežėją.

Unport. Vadovaudamas, pavyzdžiui, potencialus priklausomas natrio kanalas, per kurį natrio jonai perkeliami į ląstelę, kai susidaro potencialas.

Antiportas Elgiasi, pavyzdžiui, natrio-kalio atpasis (arba priklausomas nuo natrio ATPAZ). Jis perduoda kalio jonus į narvą. Ir nuo ląstelių - natrio jonų. Iš pradžių šis vežėjas prijungia tris jonus nuo membranos vidų Na. +. Šie jonai keičia Akutuojamojo APPASE centro konformaciją. Po tokio ATPAZ aktyvavimo gali hidrolizuoti vieną ATP molekulę, o fosfato jonas yra pritvirtintas prie vežėjo paviršiaus iš membranos vidų.