На головну

Тема: ТРАНСПОРТ РЕЧОВИН ЧЕРЕЗ БІОЛОГІЧНІ МЕМБРАНИ

  1. A, b -необязательни, якщо використовуються, то повинні бути числами, причому a
  2. F1 Психічні і поведінкові розлади внаслідок вживання психоактивних речовин
  3. I. Моль. Еквівалентні маси і еквіваленти простих і складних речовин. закон еквівалентів
  4. Iii. Місцево дратівливі лікарські речовини
  5. III. Вимоги до відпустки наркотичних засобів і психотропних речовин; лікарських засобів, що підлягають предметно-кількісному обліку; анаболічних стероїдів
  6. VII. Струнний транспорт Юницького (СТЮ).
  7. XIV. речовин та їх прекурсорів, що підлягають контролю в Російській Федерації, і дикорослих конопель

При всьому різноманітті будови і фізико-хімічних властивостей молекул проникаючих речовин можна виділити два механізми переміщення речовин через мембрану;

1) за допомогою простої дифузії, тобто без допомоги специфічного переносника;

2) за допомогою специфічних переносників.

У першому випадку виділяють дифузію з'єднань безпосередньо через ліпідний бішар мембрани і іонів через іонні канали. У другому випадку виділяють так звану полегшену дифузію, первинно-активний транспорт і вторинно-активний транспорт.

Розглянемо спочатку просту дифузію. За допомогою простої дифузії без допомоги спеціального переносника, по-перше, здійснюється транспорт з'єднань безпосередньо через ліпідний бішар. В цьому випадку речовини проникають в клітку шляхом їх розчинення в ліпідах клітинної мембрани, тому даний спосіб притаманний водонерозчинних органічних сполук і газів (наприклад, кисню і вуглекислого газу). По-друге, речовини переміщаються через іонні канали клітинної мембрани, що з'єднують цитоплазму клітин із зовнішнім середовищем. Клітини використовують цей шлях для транспорту переважно іонів Na+, Са2+, До+. Це пасивний іонний транспорт, який визначається градієнтами концентрації і електричного поля (електрохімічним градієнтом).

Застосовується в даному випадку поняття «градієнт» відрізняється від його визначення в математиці або фізиці. У фізико-хімічних або біологічних системах використовують термін «по градіенту», коли мова йде про рух від більшого до меншого електрохімічного потенціалу. При русі від меншого до більшого електрохімічного потенціалу використовують термін «проти градієнта».

За допомогою специфічних переносників здійснюється енергетично незалежна полегшена дифузія ряду сполук.

Енергетично залежна первинно-активний транспорт іонів Na+, Ca2+, К+ і Н+ - Це перенесення речовин проти їх електрохімічпкіх градієнтів з витратою енергії АТФ. В результаті активного перенесення іонів, клітини здатні накопичувати їх в більш високих у порівнянні з навколишнім середовищем концентраціях і всупереч їх заряду. Багато градієнти, що виникають на клітинній мембрані і є необхідною умовою для пасивного перенесення іонів по іонним каналам, з'являються саме в результаті їх активного транспорту. Так, градієнти концентрації К+ і Na+ виникають в результаті активного перенесення цих іонів, тобто роботи спеціального Na+/ K+-нacoca. За рахунок створюється по обидві сторони мембрани різниці концентрацій здійснюється дифузія цих іонів по градиентам і генерація потенціалів мембрани.

Нарешті, вторинно активний транспорт ряду іонів і молекул також використовує енергію, накопичену за рахунок споживання АТФ і витрачену на створення градієнта концентрації (тому даний вид транспорту так називається).

Живі системи на всіх рівнях організації - відкриті системи. Тому транспорт речовин через біологічні мембрани - необхідна умова життя. З перенесенням речовин через мембрани пов'язані процеси метаболізму клітини, біоенергетичні процеси, освіту биопотенциалов, генерація нервового імпульсу і ін. Порушення транспорту речовин через біомембрани призводить до різних патологій. Лікування часто пов'язано з проникненням ліків через клітинні мембрани. Ефективність лікарського препарату в значній мірі залежить від проникності для нього мембрани. Велике значення для опису транспорту речовин має поняття електрохімічного потенціалу.

хімічним потенціалом даної речовини mк називається величина, що чисельно дорівнює енергії Гіббса, яка припадає на один моль цієї речовини. Математично хімічний потенціал визначається як приватна похідна від енергії Гіббса, G за кількістю k-гo речовини, при сталості температури Т, тиску Р і кількостей всіх інших речовин ml (L?k).

mk = (¶G / ¶mk )P,T,m

Для розведеного розчину концентрації речовини С:

m = m0 + RTlnC

де m0- Стандартний хімічний потенціал, чисельно рівний хімічному потенціалу даної речовини при його концентрації 1 моль / л в розчині.

Електрохімічний потенціал m- величина, що чисельно дорівнює енергії Гіббса G на один моль даної речовини, вміщеного в електричному полі.

Для розбавлених розчинів

?m = mo + RTlnC + ZFj (1)

де F = 96500 Кл / моль - число Фарадея, Z - заряд іона електроліту (в елементарних одиницях заряду), j - потенціал електричного поля, Т [К] - температура.

 




Основні функції біологічних мембран | Структура біологічних мембран | Активний транспорт речовин. досвід Уссінга | Електрогенних іонні насоси | Вторинний (зв'язаний) активний транспорт. | Ліпідні пори: стабільність і проникність мембран | ГЛАВА 3. БІОЕЛЕКТРИЧНІ ПОТЕНЦІАЛИ | ГЛАВА 4. МЕХАНІЗМИ ГЕНЕРАЦІЇ ПОТЕНЦІАЛУ ДІЇ | Типи керованих каналів. | Структура іонного каналу. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати