Головна » Фізіологія » Транспортним білки клітинної мембрани. Дифузія через клітинну мембрану


Позаклітинна рідина містить багато іонів натрію і мало - іонів калію. Співвідношення цих іонів у внутрішньоклітинної рідини протилежне. Крім того, в позаклітинній рідині набагато більше іонів хлору в порівнянні з внутрішньоклітинноїрідиною. У той же час концентрації фосфатів і білків усередині клітин значно вище, ніж у позаклітинній рідині. Такі відмінності надзвичайно важливі для життя клітини. Мета цієї глави - пояснити, як ці відмінності забезпечуються транспортними механізмами клітинних мембран.

Структура мембрани, що покриває кожну клітину організму, Викладена в розділі 2 і представлена на рис. 2-3 і 4-2. Ця мембрана майже повністю складається ізліпідного бішару і великогочисла білкових молекул, багато з яких пронизують мембрану наскрізь.

Ліпідний бішар не змішується ні з позаклітинної, Ні з внутрішньоклітинної рідинами, що створює бар'єр для переміщення молекул води і водорозчинних речовин між позаклітинним і внутрішньоклітинним просторами. Це так звані жиророзчинні речовини.

Молекули білків в мембрані мають зовсім іншими властивостями для транспортуречовин. Їх молекулярна структура порушує безперервність ліпідного бішару, утворюючи альтернативний шлях крізь клітинну мембрану. Більшість з цих пронизують мембрану білків можуть функціонувати як транспортних білків. Різні білки функціонують по-різному. Деякі мають проходять через молекулу водні простори, що робить можливим вільний рух води і деяких іонів або молекул; це так звані білки каналів.

Інші білки, Звані білками-переносниками, для транспорту молекул або іонів зв'язуються з ними; конформаційні зміни білкових молекул потім переносять речовини через внутрішню структуру білка на іншу сторону мембрани. І білки каналів, і білки-переносники зазвичай володіють високою вибірковістю по відношенню до типів молекул або іонів, дозволяючи лише певним з них проходити через мембрану. Приблизно аналогічний механізм транспорту може виникнути і у неякісних натяжних стель. Сучасні безшовні натяжні стелі з Франції практично повністю виключають будь-яку дифузію вечества через свої стінки. Тому вибираючи для дому та здійснюючи монтаж натяжних стель необхідно цікавитися яким ступенем дифузії вони володіють.

Дифузія в порівнянні з активним транспортом. Транспорт через клітинну мембрану безпосередньо крізь ліпідниі бислой або за допомогою білків здійснюється одним з двох основних процесів: дифузією або активним транспортом.

Дифузія означає випадкове рух молекул речовин через міжмолекулярні простору в мембрані або в комбінації з білком-переносником, але існує багато варіацій цих основних механізмів. Енергією, що забезпечує дифузію, є енергія звичайного кінетичного руху матерії.

Активний транспорт означає рух іонів або інших речовин через мембрану в комбінації з білком-переносником, який змушує речовина рухатися проти енергетичного градієнта, наприклад з області низької концентрації в область високої концентрації. Такий рух вимагає додаткового джерела енергії крім кінетичної енергії. Далі представлені більш детальні пояснення фізичних і фізико-хімічних основ цих двох процесів.

Всі молекули і іони в рідинах організму, Що складаються з води і розчинених в ній речовин, знаходяться в постійному русі, причому кожна частинка рухається у своєму напрямку. Рух цих частинок створює те, що фізики називають теплом. Чим сильніше рух, тим вище температура. Цей рух ніколи і ні за яких умов не припиняється, якщо тільки температура не дорівнює абсолютному нулю.

Коли рухома молекула А наближається до нерухомої молекулі Б, електростатичні та інші ядерні сили молекули А штовхають молекулу Б, передаючи їй частину енергії руху молекули А. При цьому молекула Б набуває кінетичну енергію руху, тоді як молекула А сповільнюється, втрачаючи частину своєї кінетичної енергії. У зв'язку з цим одиночна молекула в розчині «відскакує» від інших молекул спочатку в одному напрямку, потім - в іншому і т.д., роблячи тисячі випадкових «відскоків» в секунду. Таке безперервний рух молекул відносно один одного в рідинах або газах називають дифузією.

Іони дифундують так само, як цілі молекули, і навіть зважені колоїдні частинки розсіюються подібним чином, однак швидкість дифузії колоїдів набагато менше через їх великих розмірів.



...


1 (0,00137)