Мемранный транспорт

1. Пассивный транспорт – движение молекул в обоих направлениях по градиенту концентрации без затрат энергии. Различают:

• Простую;

• Облегченную диффузию.

Простая диффузия – характеризуется низкой специфичностью. Она осуществляет транспорт О₂, СО₂, N₂, H₂O. (Например, внешнее дыхание через аэрогематический барьер, или тканевое дыхание).

Облегченная диффузия – осуществляется с участием компонентов мембраны через ионные каналы или белки – переносчики. Проявляет специфичность по отношению к транспортируемым молекулам.

Ионные каналы – состоят из связанных между собой трансмембранных белков, формирующих в мембране небольшую пору. Через пору по электрохимическому градиенту проходят ионы. Наиболее распространенные каналы для Na⁺, K⁺, Ca⁺, Cl ^-.

Натриевые каналы - присутствуют в возбудимых структурах (например, скелетные мышечные волокна, кардиомиоциты, нейроны). Генерируют потенциал действия, осуществляют начальный этап деполяризации мембраны.

Калиевые каналы – находятся в плазмолемме всех клеток.Участвуют в поддержании мембранного потенциала, регулируютобьем клетки, моделируют электронную возбудимость нервных мышечных структур.

Кальцевые каналы:

• участвуют в депонировании Ca²⁺ в цистернах гладкой ЭПС;

• принимает участие в мышечном сокращении, секреции гормонов и нейромедиаторов и множестве других клеточных процессов.

• Хлорные каналы – присутствуют в плазмолемме скелетных мышечных волокон, регулируют электронную возбудимость плазмолемму. Уменьшение Сl⁺ - проводимости ведет к электронной нестойкости мембраны мышечных волокон и развитию миотонии.

• Водные каналы (аквапорины)- семейство мембранных пор для воды.

Ионные каналы состоят из собственно транспортной системы и воротного механизма, который открывает канал на некоторое время в ответ на изменение мембранного потенциала, механическое воздействие (волосковые клетки внутреннего уха, тельца Фатер-Пачинни), действия нейромедиаторов, биогенных аминов, АТФ, циклических нуклеотидов.

2. АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ

- энергозависимый трансмембранный перенос против градиента концентрации с участием Na⁺, H⁺, Ca²⁺, ATФаз.

Примером механизма активного транспорта служит натриево-калиевый насос, осуществляемый с помощью белка – переносчика Na⁺, K⁺ - ATФазы (выкачивает Na⁺ из клетки в обмен на K⁺), который поддерживает постоянство обмена клеток и мембранный потенциал.

Другой пример – протонная и калиевая АТФаза, при помощи которой париентальные клетки желез слизистой оболочки желудка участвуют в образовании соляной кислоты.

3.ЭНДОЦИТОЗ – транспорт макромолекул в клетку.

варианты эндоцитоза:

• пиноцитоз

• фагоцитоз

• опосредственный рецепторами эндоцитоз

ПИНОЦИТОЗ – процесс поглощения жидкости и растворенных веществ с образованием эндоцитозных пузырьков (эндосом). Диаметр эндосом – 0.2- 0.3 мкм – макропиноцитоз; диаметр эндосом – 70-100 нм –микропиноцитоз.

ФАГОЦИТОЗ – поглощение крупных частиц (более 1 мкм) (микроорганизмов, или остатков клеток). Фагоцитоз осуществляется специальными клетками –фагоцитами (макрофаги, нейтрофиллы). В ходе фагоцитоза образуются фагосомы, при слиянии их с лизосомами образуются фаголизосомы.

Опосредованный рецепторами эндоцитоз - осуществляется через образование окаймленных пузырьков. Мембранные рецепторы макромолекул накапливаются в области эндоцитозных ямок. Вокруг таких ямок со стороны цитоплазмы образуется оболочка, состоящая из белка клатрина (имеет вид щетинистой каемки). Скопление рецепторов в одном месте создает условия к более эффективному эндоцитозу поглощаемого вещества (лиганда). Переваривание (процессинг) внутри окаймленного пузырька происходит только только после того, как разрушается клатриновая оболочка. Если она не утрачивается, то содержимое пузырька остается не изменным. Окаймленные пузырьки транспортируют иммуноглобулины, белки желточных включений, факторы роста, трансферрин, липопротеины низкой плотности (ЛНП).

4.ЭКЗОЦИТОЗ – процесс при котором внутриклеточные секреторные гранулы сливаются с плазмолеммой, и их содержимое освобождается из клетки – секреция во внеклеточное пространство.

Рис. 4.1. Ультрамикроскопическое строение клетки животных организмов (схема): 1 - ядро; 2 - плазмолемма; 3 - микроворсинки; 4 - агранулярная эндоплазматическая сеть; 5 - гранулярная эндоплазматическая сеть; 6 - комплекс Гольджи; 7 - центриоль и микротрубочки клеточного центра; 8 - митохондрии; 9 - цито-плазматические пузырьки; 10 - лизосомы; 11 - микрофиламенты; 12 - рибосомы; 13 - выделение гранул секрета

Рис. 4.2. Строение клеточной мембраны (схема);

1 - липиды; 2 - гидрофобная зона бислоя липидных молекул; 3 - интегральные белки мембраны; 4 - полисахариды гликокаликса

Рис. 4.3 Эндоцитоз. Разные типы образования пиноцитозных пузырьков (а, б): 1 - сорбция частиц на поверхности плазматической мембраны; 2 – погружение частиц в цитоплазму; 3 - первичные лизосомы

СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ