Главная страница
qrcode

Современное представление о строение и функции мембран. Ионные каналы мембран, их классификация. Активный и пассивный транспорт через мембрану


Скачать 46.83 Kb.
НазваниеСовременное представление о строение и функции мембран. Ионные каналы мембран, их классификация. Активный и пассивный транспорт через мембрану
Дата30.11.2019
Размер46.83 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаNorfiz.docx
ТипДоклад
#66913
Каталог

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кафедра нормальной физиологии

Доклад

на тему:
Современное представление о строение и функции мембран. Ионные каналы мембран, их классификация. Активный и пассивный транспорт через мембрану.

Выполнила: студентка 2 курса

Лечебного факультета Л-210Б группы

Проверила : ст. преп. Зиякаева К. Р.

Уфа-2019
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») части. Биологическая мембрана включает и различные белки: интегральные (пронизывающие мембрану насквозь), полуинтегральные (погружённые одним концом во внешний или внутренний липидный слой), поверхностные (расположенные на внешней или прилегающие к внутренней сторонам мембраны). Некоторые белки являются точками контакта клеточной мембраны с цитоскелетом внутри клетки и клеточной стенкой (если она есть) снаружи. Некоторые из интегральных белков выполняют функцию ионных каналов, различных транспортеров и рецепторов.

Функции мембран:
Барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой.
  • Транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки.
  • Матричная — обеспечивает определённое взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
  • Механическая — обеспечивает автономность клетки, её внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях).
  • Энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки.
  • Рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами.
  • Ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами. Осуществление генерации и проведения биопотенциалов. Маркировка клетки — на мембране есть антигены, действующие как маркеры — «ярлыки», позволяющие опознать клетку (гликопротеиды).
    Ионные каналы - порообразующие белки (одиночные либо целые комплексы), поддерживающие разность потенциалов, которая существует между внешней и внутренней сторонами клеточной мембраны всех живых клеток. Относятся к транспортным белкам.

    Классификация ионных каналов по их функциям:
    по количеству ионов, для которых канал проницаем, каналы делят на селективные и неселективные;
    Неселективные каналы обладают следующими свойствами: 
    •  пропускают все типы ионов, но проницаемость для ионов K+ значительно выше, чем для других ионов; 
    •  всегда находятся в открытом состоянии.

    Селективные каналы обладают следующими свойствами: 
    •  пропускают только один вид ионов; для каждого вида ионов существует свой вид каналов; 
    •  могут находиться в одном из 3 состояний: закрытом, активированном, инактивированном.

    2) по характеру ионов, которые они пропускают на Na+, Ca++, Cl-, K+-каналы;

    3)по способу регуляции делятся на потенциалзависимые и потенциалнезависимые.
    Потенциалзависимые каналы реагируют на изменение потенциала мембраны клетки, и при достижении потенциалом определенной величины, канал переходит в активное состояние, начиная пропускать ионы по их градиенту концентрации. Так, натриевые и быстрые кальциевые каналы являются потенциалзависимыми, их активация происходит при снижении мембранного потенциала до -50-60 мВ, при этом ток ионов Na+ и Ca++ в клетку вызывает падение потенциала покоя и генерацию ПД. Калиевые потенциалзависимые каналы активируются при развитии ПД и, обеспечивая ток ионов К+ из клетки, вызывают реполяризацию мембраны.

    Потенциалнезависимые каналы реагируют не на изменение мембранного потенциала, а на взаимодействие рецепторов, с которыми они взаимосвязаны, и их лигандов. Так, Cl--каналы связаны с рецепторами g-аминомасляной кислоты и при взаимодействии этих рецепторов с ней они активируются и обеспечивают ток ионов хлора в клетку, вызывая ее гиперполяризацию и снижение возбудимости.
    Пассивный транспорт– транспорт веществ через мембрану, осущестляемый без затрат энергии.

    1. Простая диффузия.Небольшие нейтральные молекулы (Н
    2. Облегченная диффузия.Для более крупных полярных молекул (глюкоза, аминокислоты), а также для ионов липидный бислой практически непроницаем, так как его внутренняя часть гидрофобна. Такие вещества переносятся через мембрану также по градиенту концентрации, но с участием мембранных белков.

    2а. Перенос с участием ионных каналов. Трансмембранный перенос ряда ионов (Са2+, Na+, K+, C1) происходит через ионные каналы - белковые структуры, пронизывающие мембрану. Они образуют трансмембранный гидрофильный (заполненный водой) канал. Избирательность каналов к ионам определяется наличием в белках канала специфического центра связывания иона.Каналы могут быть или закрыты, или открыты. Сигналом для изменения состояния канала являются гормон или иная сигнальная молекула 
    (рис. 27, 2).

    2б. Перенос с помощью трансмембранных белков-переносчиков (транслоказ).Для каждого вещества или группы сходных веществ имеется свой переносчик. Переносимое вещество присоединяется к транслоказе, в результате чего изменяется ее конформация, в мембране открывается канал, и вещество освобождается с другой стороны мембраны. Поскольку в канале нет гидрофобного препятствия, то этот механизм называют облегченной диффузией (рис. 27, 3). Пример - облегченная диффузия (унипорт) глюкозы в эритроциты с помощью ГЛЮТ-1.
    Рис. 27. Перенос веществ через мембрану: 1 - пассивная диффузия, 2 - диффузия с помощью ионного канала, 3 - диффузия с помощью белка-переносчика, 4 - активный транспорт  
    Активный транспортвеществ протекает против концентрационного градиента и требует затрат энергии (рис. 27, 4). Таким способом происходит перенос многих минеральных ионов из межклеточной жидкости в клетку или в обратном направлении, перенос аминокислот из просвета кишечника в клетки кишечника, перенос глюкозы из первичной мочи через клетки канальцев почки в кровь. Основным источником энергии для активного транспорта является АТФ. Поэтому, как правило, эти системы представляют собой АТФазы.

    В зависимости от количества веществ, переносимых через один белок-переносчик, и направления транспорта, различают:

    унипорт - транспорт одного вещества;

    симпорт - транспорт двух веществ в одном направлении через один переносчик;

    антипорт - перемещение двух веществ в разных направлениях через один переносчик

    Эта классификация справедлива как для пассивного, так и для активного транспорта. Примером пассивного антипорта является перенос ионов хлора и гидрокарбонат-ионов.

    Примером активного антипортаяляется натрий–калиевая АТФаза. Она переносит в клетку ионы калия, а из клетки - ионы натрия.

    АТФ-аза присоединяет с внутренней стороны мембраны три иона Na+. Эти ионы изменяют конформацию активного центра АТФазы, и она гидролизует одну молекулу АТФ, присоединяя к себе фосфат. Выделившаяся энергия расходуется на изменение конформации АТФазы, после чего три иона натрия оказываются на внешней стороне мембраны, а фосфат замещается на 2 иона K+ из внешней среды. Затем конформация переносчика изменяется на первоначальную, и ионы K+ оказываются на внутренней стороне мембраны. Здесь ионы K+отщепляются.

    Работа Na+,K+-ATФазы создает не только разность концентраций ионов, но и потенциал на мембране. На внешней стороне мембраны создается положительный заряд, на внутренней - отрицательный.

    Вторично-активный транспорт.Градиент одного вещества используется для транспорта другого. Переносчик в этом случае имеет специфические центры связывания для обоих веществ. Вещество транспортируется противградиента своей концентрации путем симпорта или антипорта. Симпорт и антипорт, например, могут происходить за счет энергии градиента концентрации ионов Na+, создаваемого Na+,K+-ATФазой. Таким способом происходит всасывание аминокислот из кишечника и глюкозы из первичной мочи икишечника.

    Пример вторично-активного симпорта – транспорт глюкозы и ионов натрия; вторично-активного антипорта – транспорт ионов кальция и натрия.

    перейти в каталог файлов


  • связь с админом