СРС на тему: Механизмы проницаемости биологических мембран

В. И.

Караганда 2013

Карагандинский государственный медицинский университет

Кафедра медицинской биофизики и информатики

ее целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны

разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки -компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определенные условия внутриклеточной среды.
Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды — фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») часть.

молекулы и ионы проходят через нее с различной скоростью, и

чем больше размер молекул, тем меньше скорость прохождения их через мембрану. Это свойство определяет плазматическую мембрану как осмотический барьер. Максимальной проникающей способностью обладает вода и растворенные в ней газы; значительно медленнее проходят сквозь мембрану ионы. Диффузия воды через мембрану называется осмосом.
.

и снаружи клетки. Существует несколько специфических механизмов транспорта в мембранах.

Все они могут быть подразделены на два типа: пассивный и активный транспорт.

Пассивный транспорт:
Диффузия
Облегченная диффузия
Осмос
Активный транспорт:
Унипорт, симпорт, антипорт
Эндоцитоз(фагоцитоз, пиноцитоз), экзоцитоз

транспорт веществ (воды, ионов) осуществляется при участии белков мембраны, в

которых имеются молекулярные поры, либо при участии липидной фазы (для жирорастворимых веществ). При облегченной диффузии специальные мембранные белки-переносчики избирательно связываются с тем или иным ионом или молекулой и переносят их через мембрану по градиенту концентрации.

заряда, поэтому активный транспорт требует притока дополнительной энергии, которая обычно

обеспечивается за счет гидролиза АТФ. Активный транспорт сопряжен с затратами энергии и служит для переноса веществ против их градиента концентрации. Он осуществляется специальными белками-переносчиками, образующими так называемые ионные насосы. Наиболее изученным является Na-/ К--насос в клетках животных, активно выкачивающих ионы Na+ наружу, поглощая при этом ионы К-. Благодаря этому в клетке поддерживается большая концентрация К- и меньшая Na+ по сравнению с окружающей средой. На этот процесс затрачивается энергия АТФ.

клеточные мембраны не проходят, в отличие от ионов и мономеров.

Транспорт макромолекул, их комплексов и частиц внутрь клетки происходит совершенно иным путем — посредством эндоцитоза. При эндоцитозе (эндо... — внутрь) определенный участок плазмалеммы захватывает и как бы обволакивает внеклеточный материал, заключая его в мембранную вакуоль, возникшую вследствие впя-чивания мембраны. В дальнейшем такая вакуоль соединяется с лизосомой, ферменты которой расщепляют макромолекулы до мономеров. Процесс, обратный эндоцитозу, — экзоцитоз (экзо... — наружу). Благодаря ему клетка выводит внутриклеточные продукты или непереваренные остатки, заключенные в вакуоли или пузырьки. Пузырек подходит к цитоплазматической мембране, сливается с ней, а его содержимое выделяется в окружающую среду. Так выводятся пищеварительные ферменты, гормоны, гемицеллюлоза и др.

перемещения и количеству переносимых данным переносчиком веществ:
1) Унипорт — транспорт одного вещества

в одном направлении в зависимости от градиента (потенциал-зависимый натриевый канал, через который в клетку во время генерации потенциала действия перемещаются ионы натрия).
2) Симпорт — транспорт двух веществ в одном направлении через один переносчик (переносчик глюкозы, захватывая одновременно молекулу глюкозы и ион натрия, переносит оба вещества внутрь клетки).
3) Антипорт — перемещение двух веществ в разных направлениях через один переносчик (натрий-калиевая АТФаза; она переносит в клетку ионы калия. а из клетки — ионы натрия).

водная пора
Устья канала: селективный фильтр
Ворота: проницаемость может меняться!

транспорт веществ. Это трансмембранные, полуинтегральные и периферические. Трансмембранные белки полностью

пронизывают мембрану, полуинтегральные не полностью погружены в липидный слой, а периферические белки – те, которые находятся на поверхности мембраны.

1 – периферический белок
2 – трансмембранный белок
3 – полуинтегральный белок

времени (tm=RmCm))
2. Гиперполяризация- увеличение
3. Реполяризация- возвращение к
исходному

уровню

0

МПП

Время

-30

-60

-90

Деполяризация

Реполяризация

Гиперполяризация

1

2

не просто физическими границами, а представляют собой динамичные функциональные поверхности.

На мембранах органелл осуществляются многочисленные биохимические процессы, такие как активное поглощение веществ, преобразование энергии, синтез АТФ и др.

(Р), т. е. способность клеточной мембраны пропускать эти вещества, зависит

от разности концентраций переносимого или диффундирующего вещества по обе стороны мембраны, его растворимости в липидах и свойств клеточной мембраны. Скорость диффузии для заряженных ионов в условиях постоянного поля в мембране определяется подвижностью ионов, толщиной мембраны, распределением ионов в мембране. Для неэлектролитов проницаемость мембраны не влияет на ее проводимость, поскольку неэлектролиты не несут зарядов, т. е. не могут переносить электрический ток.