53. Особенности строения плазматической мембраны.

Барьер.

При давлении на нее микроиглы она сначала сильно прогибается, а лишь затем прорывается. Искусственные липидные мембраны менее устойчивы. Эта механическая устойчивость определяется дополнительными компонентами – гликокаликсом и кортикальным слоем цитоплазмы.

---Гликокаликс – внешний слой, содержащий полисахаридные цепочки мембраных интегральных белков – гликопротеидов. Эти цепочки содержат углеводы манноза, глюкоза, N-ацетилглюкозамин, сиаловая кислота и др. Такие углеводные гетерополимеры образуют ветвящиеся цепочки, между которыми могут располагаться выделенные из клетки гликолипиды и протеогликаны. Слой гликокаликса сильно обводнен, имеет желеподобную консистенцию, что значительно снижает в этой зоне скорость диффузии различных веществ. Здесь могут застревать гидролитические ферменты. Гликокаликс имеет вид рыхлого волокнистого слоя толщиной 3-4 нм, покрывающего всю поверхность клетки. Особенно хорошо гликокаликс выражен в щеточной каемке клеток всасывающего эпителия кишечника (энтероциты).

---Кортикальный слой цитоплазмы.Здесь в толщине 0,1-0,5 мкм отсутствуют рибосомы и мембранные пузырьки. Но в большом количестве встречаются фибриллярные элементы цитоплазмы – микрофиламенты и часто микротрубочки. Основной фибриллярный компонент – сеть актиновых микрофибрилл. Есть белок спектрин (часть цитоскелета, создает жесткость). Здесь же располагается ряд вспомогательных белков, необходимых для движения участков цитоплазмы.

53. Транспорт низкомолекулярных соединений

Естественные мембраны ограничивают скорость проникновения низкомолекулярных соединений в клетку.

Мембраны полупроницаемы. Это значит, что через нее с различной скоростью проходят разные молекулы и чем больше размер молекул, тем меньше скорость прохождения. Это свойство определяет плазматическую мембрану как осмотический барьер. Максимальной проникающей способностью обладают вода и растворенные газы. Медленней (сильно медленней) проникают ионы. Пассивный транспорт воды все же идет с низкой скоростью. Т.к.в мембране существуют специальные «поры» для проникновения воды и ионов. Число их невелико.

Транспорт ионов через плазмалемму осуществляется за счет участия в этом процессе мембранных транспортных белков. Эти белки могут проводить в одном направлении одно вещество (унипорт) или несколько веществ одновременно (симпорт). Или антипорт. Так глюкоза может входить в клетки симпортно вместе с ионом натрия.

Пассивно по градиенту: Так проникает ион Na. В случае пассивного транспорта некоторые мембранные транспортные белки образуют каналы, через которые растворенные молекулы проходят через мембрану за счет простой диффузии по градиенту концентрации. Часть этих каналов открыта постоянно. А другая часть может закрываться или открываться в ответ либо на связывание с сигнальными молекулами, либо на изменение внутриклеточной концентрации ионов. В других случаях специальные мембранные белки-переносчики избирательно связываются с тем или иным ионом и переносят его через мембрану (облегченная диффузия).

Активно против градиента, затрачивая при этом энергию за счет гидролиза АТФ. С помощью белковых ионных насосов. В плазматической мембране находится двухсубъединичная молекула Калий-Натриевого насоса, которая одновременно является АТФазой(катализ превращения АТФ). Этот насос при работе откачивает за один цикл три иона натрия и 2 иона калия против градиента концентрации. При этом затрачивается одна молекула АТФ, идущая на фосфорилирование АТФазы, в результате чего идет перенос. В результате активного транспорта с помощью мембранных насосов происходит также регуляция концентрации магния и кальция.

Такая постоянная работа каналови насосов создает в клетке постоянную концентрацию ионов и низкомолекулярных веществ, т.е. гомеостаз.

В сочетании с активным транспортом ионов через плазматическую мембрану происходит транспорт различных сахаров, нуклеотидов и аминокислот. Так, активный транспорт глюкозы, которая симпортно проникает в клетку вместе с потоком пассивно транспортируемого натрия, будет зависеть от активности Калий-Натриевого насоса. Если этот насос заблокировать, то скоро разность концентрации натрия по обе стороны мембраны исчезнет, сократится при этом диффузия натрия внутрь клетки и одновременно прекратится поступление глюкозы в клетку. При возобновлении работы насоса возрастет транспорт глюкозы.