Активный транспорт веществ через плазматические мембраны. Опыт Уиссинга. Первичный активный транспорт. Принцип работы ионных насосов. Вторичный активный транспорт

 

Активный транспорт веществ происходит из зоны меньшей конц. В сторону большей конц. За счет АТФ.
первично-активный транспорт использует АТФ и осуществ. Деятельность ионных насосов K/Na, Ca
вторично-активный транспорт использует энергию градиента какого-то иона для транспорта других ионов, глюкозы, аминокислот.
Опыт Уиссинга.
Опыт с переносом ионов натрия через кожу лягушки, которая имеет более сложную структуру, чем одиночная мембрана. Кожу лягушки можно представить как два последовательно расположенных барьера .Наружный барьер1 (мембрана) отличается тем, что он избирательно проницаем для ионов натрия, но не калия. В то же время внутренняя мембрана2 более проницаема для калия, чем для натрия. снаружи и изнутри камеры заполнены раствором Рингера, содержащим ионы натрия, калия, кальция и хлора.В результате пассивного транспорта ионы натрия диффундируют из наружного раствора в кожу. При этом цитоплазма заряжа­ется положительно относительно этого раствора. Ионы калия, проходя из цитоплазмы во внутренний раствор, заряжают ее от­рицательно. Таким образом, на коже лягушки между внутренним и внешним барьерами возникает разность потенциалов. С помощью амперметра был зарегистрирован ток в цепи, проходящий через кожу лягушки. Это свидетельствует о том, что через кожу лягушки происходит односторонний перенос заряженных частиц. Методом меченых атомов было показано, что имеет место движение ионов натрия от наружного раствора к внутреннему. Таким образом, результаты опыта Уссинга показа­ли, что перенос ионов натрия через кожу лягушки подчиняется законам активного транспорта.
Натрий-калиевые насосы входят в состав цитоплазматических мембран, они работают за счет энергии гидролиза молекул АТФ с образованием молекул АДФ и неорганического фосфата (Ф_н)^:

так, если принять концентрацию ионов К⁺ внутри клетки в 50 раз большей, чем вне клетки, то, согласно (13.38), при температуре 36 °С получим

А = 8, 31 Дж/(моль-К)? 309Kln50 = 10 кДж/моль.

Механизм работы натрий-калиевого насоса недостаточно ясен, однако существенно, что он работает при условии сопряжения калия и натрия. Это означает, что активного переноса ионов Na⁺ из клетки нет, если во внешней среде нет ионов К⁺, а ионов К⁺ - в клетку, если в клетке отсутствуют ионы Na+. Иначе говоря, ионы натрия активируют натрий-калиевый насос на внутренней поверхности клеточной мембраны, а ионы калия - на внешней.

Натрий-калиевый насос переносит из клетки во внешнюю среду три иона натрия в обмен на перенос двух ионов калия внутрь клетки. При этом создается и поддерживается разность потенциалов на мембране, внутренняя часть клетки имеет отрицательный заряд

 

Вторично-активный транспорт. Активный перенос вещества через мембрану может осуществляться за счет энергии градиента концентрации другого вещества. Переносчик в этом случае имеет специфические центры связывания для обоих веществ. Присоединение и отделение переносимого вещества вызывает изменения конформации переносчика, и соответственно — изменения сродства к переносимым веществам.

 

Билет 45

Мембранный потенциал покоя. Мембранно-ионная теория образования потенциала покоя. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца. Биологическое значение потенциала покоя

Мембранный потенциал покоя – трансмембранный потенциал, регистрируемый до начала действия раздражителя.
Условия возникновения МПП:

наличие ионных градиентов и разная проницаемость мембран для ионов.
Механизмы возникновения:
1)диффузия К+ из клетки по каналам утечки до равновесного потенциала – главный механизм.
2)ассиметричная работа К/Na насоса создает поляризацию мембраны (в клетку 2К – из клетки 3Na)
3)Небольшая диффузия Na по каналам утечки внутрь клетки.
Суммарный вклад всех ионов рассчитывается по уравнению Гольдмана-Ходжкна-Катца:

Р – проницаемость, F – число Фарадея, z – валентность иона с уч.знака
Биологическое значение МПП.
Функциональное значение МПП заключается в готовности клетки принимать информацию, т. е. реагировать на воздействия.

Билет 46

Потенциал действия: механизм образования, свойства. Фазы ПТ. Процессы, приводящие к изменению величины МП. Биологическое значение ПД. Изменение возбудимости мембраны во время ПД.

Потенциал действия – общее изменение разности потенциалов на мембране, происходящее при возбуждении клеток.
Механизм образования: при возбуждении в мембране открываются каналы для ионов натрия, в результате отриц.заряд с внутренней стороны становится положительным, что сообветсвует пику мембранного потенциала(фаза деполяризации). Затем поступление натрия прекращается. Натриевые каналы закрыв., но откр. калиевые. Калий выходит из клетки, пока не восстановится первоначальный потенциал(фаза реполяризации). Выход ионов калия продолжается дольше, поэтому образуется небольшой минимум(запаздывающий потенциал).
Свойства ПД:

1)возникает при действии пороговых и сверхпороговых раздражителей. Амплитуда не зависит от силы раздражителя. Всегда максимален по величине, т. е. подчиняется закону «Все или ничего»;

2)распространяется по мембране без изменения амплитуды.

Биологическое значение ПД:
-кодировка информации при помощи изменения частоты образования ПД и изменения временных промежутков между ПД. ПД явл. Основным способом получения и передачи информации.
Изменение возбудимости клеток при ПД.
1)фаза абсолютной рефрактерности
2)фаза относительной рефрактерности
3)фаза супернормальной возбудимости
4)фаза субнормальной возбудимости.

 

Билет 47

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться: