Транспорт веществ через мембрану
Интегральные белки играют роль каналов, переносчиков, насосов. Интегральные белки играют роль в прохождении ионов через мембрану. Любой ион – атом гидратной оболочки. Калий окружен диполями воды и не может пройти липидный слой.
Каналы, экзоцитоз, нексусы.
Механизмы транспорта везеств
1. Диффузия
2. Осмос
3. Активный транспорт
a. Первично-активный транспорт
b. Вторично-активный транспорт
4. Везикулярный транспорт
В формировании потенциала покоя участвует простая диффузия и первично-активный транспорт
Простая диффузия обусловлена химическими силами движения веществ из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Не требует энергии. Что может растворяться в жирах? Витамин а и спирт растворяется в жирах, значит здесь сидят абсолютно здоровые и непьющие дети
Водные каналы – пропускают ионы, т.к. они в гидратных оболочках
Относительная селективность.
Вовремя пропускания иона через такой канал, например, канал для калия, гидратная оболочка отщепляется гидратными группами канала и ион выходит из канала без гидратной оболочки.
Есть простые каналы с определённым количеством зарядов. А есть сложные, например для натрия: имеет узкое пространство и два устройства, которые могут регулировать состояния.
Чем больше концентрация, тем больше диффузия.
Ионов калия внутри в 3 раза больше, чем снаружи. Ионов натрия снаружи гораздо больше, чем внутри. В покое ток натрия внутрь минимальный.
Ионные каналы
1. Управляемые
a. Потенциалзависимые. Именно они определяют возбудимость мембраны.
i. Одноворотные
ii. Двухворотные
b. Лигандзависимые. Например, для ГАМК, которая является вещество лигандом и имеет определенный сайт на канале. Активация сайта вызывает конформационные изменения и канал открывается. Хлор устремляется снаружи во внутрь у взрослых. У детей наоборот.
c. Механозависимые. Напримиер, для кальция, который существует в аорте, которые стимулируют фагусный рефлекс и изменяют частоту сердечного сокращения.. Активируются путём растяжения липидного слоя
2. Неуправляемые
a. Каналы утечки. Каналы всегда открыты. Всегда кали проходит из клетки наружу согласно концентрационному градиенту
Минус потенциала означает, что ток направлен вне клетки, а плюс что в клетку
Потенциал зависимый канал.
Всегда есть субъединица S4. Она чувствует изменение потенциала на мембране. Изменение её конформации вызывает открытие кора.
Облегченная диффузия
Осуществляет перенос веществ при помощи переночиков по концентрационному градиенту, например глюкоза переносится при помощи пермеаз. Инсулиновый рецептор конформационно связан с пермеазой. Перенос осуществляется за счёт спонтанной конформации переносчика при связывании с веществом. Подчиняется кинетике Михаэлиса – Ментона и вместо линейной зависимости мы получим выход на плато при повышении концентрации до определённого уровня. Это связано с ограниченным количеством переносчиков
Осмос
Осмос – пассивное движение молекул воды по градиент осмотического давления. То есть молекулы воды движутся из области низкой концентрации в область высокой концентрации вкщкства. Осмолярность больше там, где больше частиц растворено. Чтобы уравновесить осмолярность раствора нужно уравновесить и физиологический раствор
Увеличение осмолярности до 307 вызывает эпилептическую активность клеток мозга.
Онкотическое давление - часть осмотического давления, создаваемого белками. 25-30 мм рт.ст
Активный транспорт
Это всегда транспорт после градиента концентрации. Он всегда идёт с участием ээнергии ТАФ. Подразделяется на первично- и вторично-активный транспорт.
В потенциале покоя принмиает первичный. То есть это транспорт ионов против градиента концентрации, который обеспечивается наличием специальных белковых комплексов, транспортными атфазами, илии насосы или помпы, в которых происходят траты энергии атф. Основная функция – поддержание ионного состава клеток и экстраклеточного пространства.
АТФаза имеет два места внутри и 3 снаружи для Натрия. Есть место для гидролиза АТФ. За счёт энергии молекулы натрия снаружи поворачивается на 360 градусов. И таким образом переносит калий с другой стороны во внутрь клетки. Натрий-калиевая АТФ-аза является электрогенным насосом.
Вторично-активный транспорт
Тоже против градиента,но мринимают участие транспортные белки, которые выносят глюкозы и аминокислоты против градиента веществ за счёт градиента для ионов Натрия, Калия и хлора.
Глюкоза села на белок. На нём нет сайта для расщепления АТФ потому и не первичный. Этот переносчик прицепляет к себе один из ионов и несет его в клетке. Выработка энергии минимальна, но её хватает, чтобы кроме натрия перенести ещё и глюкозу. Вторичный т.к. для поддержания концентрации натрия снаружи требуется как раз АТФ-азы. По факту, АТФ-аза работает вторично. эНергия не тратиться на перенос иона, но тратиться на поддержание.
Везикулярный транспорт
Энергозависим, т.к. идёт с участием цитоскелета, кальция для образования везикул, кальция для образования везикул.
Экзоцитоз
Энергозависимый процесс выделения веществ из клетки.
Происхождение мембранного потенциала покоя
МПП – трансмембанная разность потенциалов между наружной и внешней мембраной
Мембранный потенциал покоя Em=Ei – Eo
Поддержание тресмембранного потенциала (МПП предопределено):
1. Электрохимический градиент для Калия, натрия и Хлора.
2. Избирательно высокой проницаемостью мембраны для К
3. Наличием
Суммарный ток для калия составляет -90 -92 мВ и определяется наличием электро-зимического градиента (по физике не хочет выходить из клетки из-за зарядов, а по химии хочет. Наоборот для Натрия). Но натрий не может всё равно пройти из-за пункта два. На мембране существует канал утечки для калия, потому первый пункт характерен для натрия, а для Натрия не существует. Закрытые каналы для натрия представлены двухворотными чувствительными каналами, которые в покое закрыты. Один сайт обозначается, как m и обозначается активационные ворота.h – ворота в покое открыты, но в целом канал закрыт.
На мембране сущесвттуют одноворотные каналы для Калия. Натрий иногда может пройти внутрь клетки т.к. разное строение оболочки. У калия одна оболочка, а у натрия – две оболочки. При проходе через канал может отодраться только одна оболочка. Значит, у натрия одна из оболочек остается несодранной и натрий не может пройти дальше, но иноггда получается, что Натрий может пройти через ворота и попасть внутрь клетки.Соотношение проницаемости калий к натрий 1:0.045.
Потенциал равновесия при котором происходит уравновешивание называется равновесным потенциалом иона Натрий +65(будет проходить, не создавая электрический ток), а для калия -90мВ. При равновесном потенциале на мембране 0.
Проводимость канала – величина постоянная
 | |||
 | |||
Екр – когда все каналы для натрия откроются.
Любая деполяризация – повышение возбудимости
Двуворотные каналы кальций чувствительные. В норме, когда кальция много, то открытие субъединицы m ингибируется. Если кальция в крови мало, то открыть канал легче. Мышца будет сокращаться буквально при касании одежды
Состояние, когда H закрыты, а m открыты – канал в состоянии инактивации и в таком состоянии открыться не может. Клетка теряет возбудимость в этом состоянии 4-5- сек. После этого h открывается, а m закрывается и это открытый канал. При обезбаливании ультракоином, он закрывает h ворота и при раздраении открытие канала m не приводит к возникновению потенциала действия. Натриевый канал присутствует только в тканяз возбудимых систем