пользователей: 21276
предметов: 10469
вопросов: 178036
Конспект-online
зарегистрируйся или войди через vk.com чтобы оставить конспект.
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

I семестр:
» Биология

Барьерно-транспортная функция

ПАК на протяжении всей жизни клетки отграничивает внутриклеточную среду от внешней. Главным барьерным компонентом ПАК является билипидный слой (БЛС). Гидрофобная зона БЛС (хвосты липидов) не проницаема для всех заряженных частиц и молекул и для относительно крупных гидрофильных молекул (аминокислот, нуклеотидов, сахаров). Однако БЛС представляет собой не абсолютный барьер, а относительный, через который могут диффундировать маленькие незаряженные молекулы (вода, кислород, углекислый газ). БЛС является барьером и для гидрофобных веществ. Гидрофильные компоненты БЛС (головки липидов) препятствуют проникновению гидрофобных молекул в гидрофобную зону, а попавшие в эту зону гидрофобные молекулы застревают в ней. Благодаря этому гидрофобные молекулы накапливаются в мембранах клеток.
Таким образом, БЛС препятствует свободному проникновению в клетку абсолютного большинства молекул и всех ионов и создает барьер, разделяющий внутриклеточное содержимое по отношению к внеклеточной среде.

Особое значение придается транспортной функции ПАК, которая, например, связана поступлением лекарств в клетку.

Транспорт молекул представлен:

  • свободным транспортом, или простой диффузией;
  • пассивным транспортом, или облегченной диффузией;
  • активным транспортом.

Свободный транспорт происходит без затраты энергии и без переносчиков
из области с большей концентрацией в область с меньшей (т. е. по градиенту концентраций). Легко диффундируют маленькие гидрофобные молекулы (О2, N2, половые гормоны, витамины A, D, Е), т. к. в мембранах есть БЛС. Вода и мелкие гидрофильные молекулы (этанол, углекислый газ и другие) используют механизм
«временных дыр» и легко проникают через БЛС (липиды динамичны, хвосты
извиваются, образуются временные пустоты, и мелкие молекулы проскакивают
между липидами). Более крупные молекулы проходят через поры ПЛ, образованные
белками. Поры могут открываться и закрываться. Эти процессы регулируются
молекулами - сигналами. Кроме того, для свободного транспорта характерна низкая скорость.

Пассивный транспорт называют облегченной диффузией. Для него, также как и для свободного транспорта, необходима разность концентраций молекул по разные стороны ПЛ. Он является АТФ-независимым, но идет значительно быстрее, так как осуществляется за счет белков-переносчиков, являющихся компонентами ПЛ. Такие белки переносят гидрофильные молекулы: аминокислоты, моно- и дисахариды, нуклеотиды. Также могут транспортироваться различные ионы: калия, натрия, кальция,
хлора и другие. Белки-переносчики обладают высокой специфичностью, то есть могут переносить только одно конкретное вещество, но, с другой стороны, одно и то же вещество может переноситься разными переносчиками.
Основной принцип работы переносчиков - образование каналов. Каналы могут быть нерегулируемые, то есть все время открытые, и регулируемые. Примером саморегулирующегося канала могут служить переносчики глюкозы (Glu Т). В отсутствие глюкозы канал закрыт, а при ее появлении переносчик меняет свою конформацию, канал
открывается, глюкоза попадает в клетку, и канал опять закрывается. На работу каналов также может влиять изменение мембранного потенциала.

Активный транспорт, в отличие от диффузии, происходит против градиента концентрации молекул, т. е. из области с меньшей концентрацией в область с большей. Поскольку при этом совершается работа, то затрачивается энергия АТФ. Кроме того, в активном транспорте участвуют молекулы-переносчики, которые одновременно работают как фермент АТФ-азы (расщепляют АТФ). Такие переносчики называют насосами, или
помпами. Активный транспорт помогает сохранять постоянную разницу концентраций между внутриклеточным содержимым и межклеточной средой. Классическим примером является работа К+, Na+-насоса. За один цикл работы насос выкачивает из клетки 3Na+, а закачивает 2К+, что приводит к поляризации мембраны. Такой мембранный потенциал необходим для передачи нервного импульса, для мышечного сокращения, а также для поддержания формы клеток.

Цитоз, или транспорт веществ в мембранной упаковке. Различают три вида цитоза:

  • эндоцитоз (транспорт веществ в клетку);
  • экзоцитоз (транспорт веществ из клетки);
  • трансцитоз, или диацитоз (транспорт веществ сквозь клетки).

В цитозе задействованы все виды СОСА и, как правило, он происходит
с затратой энергии.

Эндоцитоз, в свою очередь, можно подразделить на фагоцитоз, макро- и микропиноцитоз.
В процессе фагоцитоза транспортируются микроорганизмы, старые погибшие клетки, их оболочки, а также различные крупные частицы размером 1 мкм и больше. На этот процесс требуется затрата АТФ. При фагоцитозе специальные рецепторы узнают вещество, формируются выпячивания мембраны или ложноножки (псевдоподии), которые окружают его, и вещество оказывается в мембранном пузырьке. Далее пузырек отшнуровывается от ПЛ и оказывается в цитоплазме клетки. Такой пузырек
называется фагосомой.

Макропиноцитоз характерен для всех клеток и заключается в поглощении частиц более 0,1 мкм и менее 1 мкм. При этом также необходимы затраты АТФ и участие специфических рецепторов, приводящих к впячиванию участков мембраны и образованию пиноцитозной ямки. Так транспортируются различные олигопептиды, гормоны, липопротеины. Вещество оказывается в пиноцитозном мембранном пузырьке, который отшнуровывается и пиносома погружается в цитоплазму.

Микропиноцитоз сходен с макропиноцитозом, но при этом виде транспорта клетка не затрачивает энергию, так как поглощаемые частицы очень мелкие (меньше -0,1 мкм). Это температурозависимый процесс, он прекращается при понижении температуры. У животных микропиноцитоз сам по себе встречается редко и используется как начальный этап диацитоза.

Экзоцитоз, или транспорт веществ из клетки, можно подразделить на:

  • конститутивный, который происходит постоянно во всех клетках, например, в транспортных пузырьках переносятся белки из комплекса Гольджи в ПЛ, для постоянного обновления мембраны;
  • регулируемый, происходит в некоторых секреторных клетках и только в ответ на полученный клеткой сигнал, например, тучные клетки иммунной системы секретируют гистамины.

Экзоцитоз по способу упаковки вещества в мембранные пузырьки также можно подразделить на:

  1. Обычный, при котором вещество упаковывается в клетке во внутренние мембраны (например, мембраны комплекса Гольджи), с образованием транспортного пузырька. Такие пузырьки с помощью микротрубочек и микрофибрилл двигаются к ПАК, при этом элементы СОСА растаскивают участок ПАК и вещество оказывается вне клетки (так выводятся из клетки секреты, антитела, мукополисахариды).
  2. По типу обратного пиноцитоза: неупакованное вещество подходит к ПЛ, упаковывается в плазматическую мембрану клетки и выводится из клетки одетое в мембрану (так выделяются молоко матери, вирус иммунодефицита человека).

Диацитоз - это комбинация микропиноцитоза и экзоцитоза. Размер транспортируемых частиц составляет сотые доли микрометра, поэтому не требуется затрат энергии АТФ. Однако это температурозиииеимый процесс (при понижении температуры у теплокровных животных он прекращается). Примером диацитоза может служить транспорт веществ сквозь эпителиальные клетки почечных канальцев.


18.10.2014; 23:16
хиты: 820
рейтинг:+2
Естественные науки
науки о жизни
биология
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2016. All Rights Reserved. помощь