Главные структурные элементы клеточной мембраны в организме человека. Описание процесса переноса веществ в клетку или из клетки. Характеристика, механизм и принципы работы ионных насосов. Основные виды первичного и вторичного транспорта веществ.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» Реферат по дисциплине «Биология»Вирхова известно, что живая клетка - это элементарная ячейка биологической организации, обеспечивающая все функции организма. Среди многообразных явлений, протекающих в клетке, важное место занимают активный и пассивный транспорт веществ, осмос, фильтрация и биоэлектрогенез. Клетка - открытая система, которая непрерывно обменивается с окружающей средой веществом и энергией.Нейроны и мышечные волокна, равно как и другие клетки, отделены от себе подобных плазматической мембраной (Рис. На внешней поверхности мембраны имеется небольшое количество (5-10 %) углеводов, молекулы которых соединены либо с белками (гликопротеиды), либо с липидами (гликолипиды) и образуют гликокаликс, структура и функции которого у разных клеток могут различаться. Это означает, что одни вещества легко проникают в клетку и легко выходят из нее. Барьерная функция клеточной мембраны свойственна всем клеткам, но особую роль она играет у эпителиальной ткани, которая образует поверхности, отделяющие внутреннюю среду организма от внешней среды. Он обеспечивает: 1) поступление веществ в клетку и из клетки, в том числе секретов (гормонов, ферментов, других БАВ) и стабилизацию физико-химических показателей внутренней среды клетки (осмотическое давление, РН);Первичный транспорт веществ осуществляется вопреки концентрационному и электрическому градиентам с помощью специальных ионных насосов и микровезикулярного механизма в клетку или из клетки. Насосы представляют собой белковые молекулы, обладающие свойствами переносчика и АТФ-азной активностью. Насосы локализуются на клеточных мембранах или на мембранах клеточных органелл и представляют собой интегральные белки. Насосы работают постоянно и обеспечивают поддержание концентрационных градиентов ионов, а в результате этого - движение воды и незаряженных частиц в клетку и из клетки, в частности, согласно законам диффузии и осмоса, создание электрического заряда клетки.Na/К-насос является электрогенным, поскольку за один цикл из клетки выводится 3 иона Na , а возвращается в клетку 2 иона К . На один цикл работы Na/K-насоса расходуется одна молекула АТФ, причем энергия АТФ затрагивается только на перенос иона Na , и все же более трети энергии АТФ, потребляемой клеткой в состоянии покоя, расходуется на перенос только Na и К , т.е. на работу Na/K-насоса. В положении белка-переносчика, обращенного стороной связывания ионов Na внутрь клетки (конформация Е1), увеличивается сродство их к Na , в результате чего к 3 участкам белка-переносчика присоединяется 3 Na . Теперь белок теряет сродство к Na , последний отщепляется от него, а белок-помпа (переносчик) приобретает сродство к ионам К и соединяется с 2 К Это ведет снова к изменению конформации переносчика: форма Е2 переходит в форму Е1 , при этом белок теряет сродство к ионам К , и он отщепляется, а белок вновь приобретает сродство к Na - это один цикл работы помпы. Такой вид транспорта называют противотранспортом (антипорт) - один ион транспортируется в клетку, другой - из клетки.Микровезикулярный транспорт обеспечивает перенос крупномолекулярных веществ в клетку или из клетки (полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты), которые не могут транспортироваться по каналам или с помощью насосов. Различают два типа эндоцитоза: фагоцитоз - поглощение твердых частиц и пиноцитоз-поглощение жидкого материала (суспензия, коллоидный раствор, в том числе и белков). Эндоцитоз характерен для синапса - обратное захватывание медиатора в пресинаптическое окончание, для всасывания веществ в ЖКТ, для амебоидных простейших и многих других клеток, таких как лейкоциты, клетки зародыша, клетки печени и некоторые клетки почек, участвующие в водно-солевом обмене, в обмене белков: они обеспечивают пиноцитоз белков из первичной мочи в клетки проксимальных канальцев и их лизис. При эндоцитозе клеточная мембрана образует впячивания или выросты внутрь клетки, которые, отшнуровываясь, превращаются в пузырьки. Экзоцитоз - транспорт веществ из клетки: из секреторных клеток путем экзоцитоза выводится их жидкий секрет (слизь, гормоны, ферменты), из гепатоцитов-альбумины, из пресинаптических окончаний - медиатор, из пищеварительных вакуолей - оставшиеся непереваренными частицы.Этот транспорт осуществляется за счет ранее запасенной (потенциальной) энергии, которая создается в виде электрического, концентрационного и гидростатического градиентов.Частицы с одноименными электрическими зарядами отталкиваются друг от друга, с разноименными зарядами - притягиваются друг к другу Направление диффузии определяется взаимодействием концентрационного (химического) и электрического градиентов (их совокупность называют электрохимическим градиентом). Если частицы не заряжены, то направление их диффузии определяется только градиентом концентрации.