Реферат - Физиология (Транспорт веществ через биологические мембраны)

| Категория реферата: Рефераты по медицине
| Теги реферата: контрольные работы по алгебре класс, информация реферат
| Добавил(а) на сайт: Rjabov.

Процесс, с помощью которого белки-переносчики связывают и транс- портируют растворенные молекулы, напоминает ферментативную реак- цию. В белках-переносчиках всех типов имеются участки связывания для транспортируемой молекулы. Когда белок насыщен, скорость транспортировки максимальна. Связывание может быть блокируемо как конкурентными ингибиторами, (конкурирующими за тот же участок связывания), так и не конкурентными ингибиторами, связывающимися в другом месте и влияющими на структуру переносчика. Молекулярный механизм работы белков переносчиков пока не известен. Предполага- ется, что они переносят молекулы, претерпевая обратимые конформа- ционные изменения, которые позволяют их участкам связывания рас- полагаться попеременно то на одной, то на другой стороне мембраны

(рис. 2.2.). На данной схеме представлена модель, показывающая, как конформационные изменения в белке могли бы обеспечить облег- ченную диффузию растворенного вещества. Белок переносчик может состоять в двух конформационных состояниях "пинг" и "понг". Пере- ход между ними осуществляется случайным образом и полностью обра- тим. Однако, вероятность связывания молекулы транспортируемого вещества с белком гораздо выше в состоянии "пинг". Поэтому моле- кул, перемещенных в клетку, будет гораздо больше чем тех, которые ее покинут. Происходит транспорт вещества по электрохимическому градиенту.

- 5 -

2.4. Некоторые транспортные белки просто переносят какое-ли- бо растворенное вещество с одной стороны мембраны на другую. Та- кой перенос называется унипортом. Другие белки являются контранс- портными системами. В них происходит: а) перенос одного вещества зависит от одновременного / последо- вательного / переноса другого вещества в том же направлении

(симпорт). б) перенос одного вещества зависит от одновременного / последо- вательного / переноса другого вещества в противоположном направлении (антипорт).

Например, большинство животных клеток поглощает глюкозу из внеклеточной жидкости, где ее концентрация высока путем пассивно- го транспорта осуществляемого белком, который работает как уни- порт. В то же время, клетки кишечника и почек поглощают ее из лю- менального пространства кишечника и из почечных канальцев, где ее концентрация очень мала, с помощью симпорта глюкозы и ионов Na.

(рис. 2.3.)

Итак, мы рассмотрели осноаные виды пассивного транспорта ма- лых молекул через биологические мембраны.

2.5. Часто бывает необходимым обеспечить перенос через мемб- рану молекул против их электрохимического градиента. Такой про- цесс называется активным транспортом и осуществляется белками-пе- реносчиками, деятельность которых требует затрат энергии. Если связать белок-переносчик с источником энергии, можно получить ме- ханизм, обеспечивающий активный транспорт веществ через мембрану.

(рис. 2.4.).

Одним из главных источников энергии в клетке является гидро- лиз АТФ до АДФ и фосфата. На этом явлении основан важный для жиз- недеятельности клетки механизм (Na + K)-насос (рис. 2.5). Он слу- жит прекрасным примером активного транспорта ионов. Концентрация

K внутри клетки в 10-20 раз выше, чем снаружи. Для Na картина противоположная. Такую разницу конценраций обеспечивает работа

(Na + K)-насоса, который активно перекачивает Na из клетки, а K в клетку. Известно, что на работу (Na + K)-насоса тратится почти треть всей энергии необходимой для жизнедеятельности клетки. Вы- шеуказанная разность концентраций поддерживается со следующими целями:

- 6 -

1) Регулировка объема клеток за счет осмотических эффектов.

2) Вторичный транспорт веществ (будет рассмотрен ниже).

Опытным путем было установлено, что:

1) Транспорт ионов Na и K тесно связан с гидролизом АТФ и не может осуществляться без него.

2) Na и АТФ должны находиться внутри клетки, а K снаружи.

3) Вещество уабаин ингибирует АТФазу только находясь вне клетки, где он конкурирует за участок связывания с K.

(Na + K)-АТФаза активно транспортирует Na наружу а K внутрь клетки. При гидролизе одной молекулы АТФ три иона Na выкачиваются из клетки а два иона K попадают в нее (рис. 2.6.).

1) Na связывается с белком.

2) Фосфорилирование АТФазы индуцирует конформационные изменения в белке, в результате чего ъ

3) Na переносится на внешнюю сторону мембраны и высвобо- ждается.

4) Связывание K на внешней поверхности.