Влияние 1.Современные представления о строении и функции мембран.

Основу мембраны составляет билипидный слой, который имеет гидрофильную "головку" и два гидрофобных "хвоста". В липидном слое липидные молекулы обращены друг к другу гидрофобными "хвостами", головки молекул обращены на наружную и внутреннюю поверхности мембраны.

-Липиды мембраны: фосфолипиды, сфинголипиды, гликолипиды, холестерин.

-Мембранные белки:

• периферические - располагаются на наружной или внутренней поверхностях билипидного слоя; на наружной поверхности к ним относятся рецепторные белки, белки адгезии; на внутренней поверхности - ферменты;

• интегральные - частично погружены в липидный слой. К ним относятся рецепторные белки, белки адгезии;

• трансмембранные - пронизывают всю толщу мембраны. Формируют поры, ионные каналы и насосы, белки-переносчики, рецепторные белки. В мембране этот тип белков формирует домены (субъединицы), которые обеспечивают выполнение трансмембранными белками важнейших функций.

-Углеводы мембраны: гликолипиды и гликопротеины. Они формируют олигосахаридные цепи, которые располагаются на наружной поверхности мембраны.

Функции мембран:

-Цитоплазматическая мембрана: отграничивает клетку от окружающей среды; производит распознавание раздражителей; принимает участие в образовании межклеточных контактов;

-Мембраны эндоплазматического ретикулума:

Гладкого: участвуют в синтезе фосфолипидов, стероидов, полисахаридов; в инактивации метаболитов; в детоксикации ядовитых веществ.

Шероховатого: участвуют в транспорте синтезированных белков в другие отделы клетки; в прикреплении рибосом.

-Мембрана аппарата Гольджи: обеспечивает упаковку в везикулы.

- Мембраны митохондрий:

На внутренней мембране локализованы ферменты, участвующие в транспорте электронов и синтезе АТФ (окислительное фосфорилирование).

Внешняя мембрана содержит ферменты общего пути катаболизма.

-Мембрана лизосомы: предохраняет клетку от автолиза; обеспечивает поддержание в лизосоме кислой среды (рН-5,0), необходимой для действия гидролаз; осуществляет фагоцитоз.

- Ядерная мембрана: отграничивает генетический материал (ДНК); имеет поры, позволяющие РНК проникать из ядра в цитоплазму;

2. Типы ионных каналов мембраны и способы воздействия на их состояние.

Виды ионных каналов: селективные и неселективные. Определяется соотношением:

• Размер поры/иона и его гидратной оболочки

• Заряд иона/канала

Селективные ионные каналы: K+, Cl", Ca2+ и т.д.

Функциональная классификация:

Управляемые (воротные) и неуправляемые ( каналы утечки, каналы покоя)

Неуправляемые каналы открываются в покое без внешнего воздействия.

Управляемые каналы в покое закрыты и открываются при воздействии.

Основа открытия и закрытия ворот - изменение конформации белка.

Потенциал-зависимые каналы: канал открывается и закрывается при изменении заряда мембраны (мембранного потенциала). В структуре есть сенсор напряжения (заряженная белковая часть, при изменении напряжения меняет свою конформацию) .

Лиганд-зависимые ионные каналы: каналы открываются при присоединении сигнальной молекулы (лиганда). Могут активироваться как снаружи (гормоны, медиаторы), изнутри (вторичные посредники). Содержат рецептор, обладающий высоким сродством к лиганду.

Механо-чувствительные ионные каналы: открываются при растяжении мембраны. Они характерны для цитоплазматической мембраны гладких миоцитов.

Ионные каналы - мишень для действия токсинов и лекарств (местные анестетики).

Потенциал-зависимые Na- каналы.

- Тетродотоксин (иглобрюх)

- Местные анестетики, лидокаин

Потенциал зависимые К-каналы:

- Яд черной мамбы

Патология Cl- каналов – муковисцидоз. Патология Na – каналов - эпилепсия с приступами лихорадки.

3. Транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану: виды и механизмы.

Осуществляется за счет 2-х процессов:

Пассивный транспорт - (по градиенту концентрации и без доп.затрат):

Осмос - когда через мембрану движется растворитель из зоны с меньшей концентрацией в зону с большей концентрацией. Осмос поддерживает объем и форму клетки.

Диффузия - процесс проникновения веществ, растворимых в воде, по градиенту концентрации. Движущая сила при этом - разность концентраций.

Простая диффузия осуществляется либо через поры (фенестры) , либо через кинки (временные дефекты мембраны). Осуществляется периодически, когда возникает разная концентрация.

Облегченная диффузия – осуществляется за счет специфических переносчиков, создает условия для транспорта натрия, калия, хлора, моносахаридов, т.е. для некрупных молекул.

Активный транспорт - транспорт веществ через мембрану, который осуществляется против градиента концентрации и требует значительных затрат энергии. Одна треть основного обмена тратиться на активный транспорт.

1. Первично-активый - такой транспорт, для обеспечения которого используется энергия макроэргов - АТФ, креатинфосфат. Например: Калиево-натриевый насос - важная роль в процессах возбудимости в клетке. Он вмонтирован в мембрану.

2. Вторично-активный - это транспорт, который осуществляется тоже против градиента концентрации, но на это перемещение тратится энергия электрохимических процессов, которая возникает при движении каких-либо веществ через мембрану при первично-активном транспорте. Например: Сопряженный транспорт натрия и глюкозы, энергия - за счет перемещения натрия в калиево-натриевом насосе.

Способы транспортировки через мембрану:

1. Унипорт - это такой вид транспорта веществ через мембрану, когда переносчиком или каналом транспортируется одно вещество (Na-каналы)

2. Симпорт - это такой вид транспорта, когда 2 или более веществ в своем транспорте через мембрану взаимосвязаны и транспортируются вместе в одном направлении. (Na и глюкоза - в клетку) Это вид сопряженного транспорта

3. Антипорт - такой сопряжённый вид транспорта, когда его участники друг без друга не могут транспортироваться, но потоки идут навстречу друг другу (К-Na-насос-активный вид транспорта).

4.Эндоцитоз, экзоцитоз - как формы транспорта веществ через мембрану.