Обмен веществами между клеткой и окружающей средой

В клетке происходит постоянный обмен веществами между внутриклеточными компартментами и окружающей средой.

Взаимодействие клеток между собой и с внешней средой является необходимым условием для поддержания жизни функционирующего органа.

Вид транспор-та веществ

Описание

Диффузия

Простейший процесс перемещения веществ. Диффузия – это наиболее важный процесс, с помощью которого большая часть молекул в водных растворах перемещается на небольшие расстояния. Молекулы веществ движутсячерез мембраны по градиенту концентрации. Это относится и к клетке, т.к. мембраны не препятствуют диффузии. Множество веществ могут свободно диффундироватьчерез липидные мембраны, в особенности вода и растворенные газы – О2 и СО2. Жирорастворимые веществахорошо диффундируют через мембраны; это касается и полярных молекул малого размера (этанол, мочевина). Сахара проходятчерез мембраны с трудом. Липидные бислои практически непроницаемы для заряженных молекул и даже для неорганических ионов. Проницаемость объединяет характеристики мембраны и диффундируемого вещества.

Активный транспорт, натриевый насос

Стабильность градиента концентрацииионов достигается посредством активного транспорта: мембранные белки переносят ионы через мембрану против электрического и (или) концентрационного градиентов с использованием метаболической энергии. Наиболее важный процесс активного транспорта – это работа Na/K-насоса. Насос выкачивает ионы натрия из клетки, одновременно накачивая ионы калия внутрь клетки. Этим обеспечивается низкая внутриклеточная концентрация ионов натрия, и высокая – калия. Градиент концентрации ионов натрия на мембране имеет специфические функции, связанные с передачей информации в виде электрических импульсов, а так же с поддержанием других активных транспортных механизмов и регулирования объема клетки. Расход энергии на этот процесс от 30 – 70 % всей метаболической энергии клетки. Строение: Na/K-транспортный белок это – АТФаза. На внутренней поверхности мембраны она расщепляет АТФ на АДФ и фосфат. 1 молекула АТФ расходуется на транспорт 3 ионов натрия из клетки и 2 ионов калия в клетку, т. е. за один цикл из клетки суммарно удаляется один положительный ион и это приводит к увеличению электроотрицательности мембранного потенциала на 10 мВ.

Кальциевый насос

Откачивает ионы кальция из клетки, участвует в поддержании их внутриклеточной концентрации на крайне низком уровне. Присутствует с очень большой плотностью в саркоплазматическом ретикулуме мышечных клеток, которые накапливают ионы кальция в результате расщепления молекул АТФ.

Воздействие Na/K насоса на мембранный потенциал и объем клетки.

1. Активность насоса регулируется внутриклеточной концентрацией натрия: концентрация натрия снижается и снижается скорость работы насоса.

Дата добавления: 2014-12-25