Примеры активного мембранного транспорта
Транспорт происходит при участии транспортных АТФ-аз:
Са2+-АТФ-азы («кальциевая помпа»)
Н+ - АТФ-азы (протонные насосы)
Na+, K+ - АТФ–аза.
Na+/K+-АТФ-аза (КФ 3.6.3.9) встречается в плазматической мембране всех клеток. Основная функция фермента—
поддержание потенциала покоя и регулирование клеточного объёма. Na+/K+-АТФ-аза обеспечивает выведение 3 Na+ из клетки в обмен на введение 2 K+ против градиента концентрации
(первичный транспорт).
Неравнозначный перенос ионов вызывает поляризацию мембраны и создает электрохимический градиент, используемый для транспорта других веществ (вторичный
транспорт). http://www.waukeshaschools.com/central/Centralsite/pages/teacherpages/hansen/VCellfolder/textbook/chapter3/chapter3ru.htm
Вторичный активный транспорт веществ через мембрану
Симпорт – перенос одновременно 2-х веществ, одно перемещается против
градиента концентрации за счет перемещения другого по градиенту концентрации
(Na+-зависимый транспорт глюкозы).
Антипорт – перенос веществ в противоположных направлениях,
одно перемещается против градиента концентрации за счет перемещения другого по градиенту концентрации (Na+-зависимый транспорт Са2+).
Перенос через мембрану макромолекул и частиц
Слияние везикулы с клеточной мембраной
Везикулярный
транспорт
|
|
|
|
|
|
|
|
Эндоцитоз |
Экзоцитоз (секреция) |
||
Перенос веществ внутрь |
|||
клетки |
Перенос веществ из клетки |
||
вместе с частью мембраны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пиноцитоз |
Фагоцитоз |
|||
Поглощение макрофагами |
||||
Поглощение жидкостей и |
||||
частиц, бактерий |
||||
растворимых веществ |
||||
|
|
|||
Перенос из внеклеточной среды в клетку макромолекул происходит путем эндоцитоза.
Экзоцитоз(секреция) - процесс, противоположный эндоцитозу.
Процесс сопровождается нарушением архитектуры мембран.
Связывание веществ происходит в определенных участках плазматической мембраны, которые называются окаймленными ямками.
Эндоцитоз, происходящий с участием рецепторов, встроенных в окаймленные ямки, позволяет
клеткам поглощать специфические вещества и называется рецептор-зависимым эндоцитозом.
Процесс требует затрат энергии (АТФ). Участвуют |
специфические белки |
мембраны - кларитин, тубулин |
|
сократительные структуры клетки - |
микрофиламенты (белки |
актин, миозин). |
|
Лизосомы — небольшие овальные тельца диаметром 0,4 мкм, окруженные плотным слоем мембраны.
Лизосомы образуются из структур комплекса Гольджи или из эндоплазматической сети. Основная особенность лизосом - наличие однослойной липопротеидной мембраны.
Внутренняя часть лизосом заполнена ферментами (40), способными расщеплять
белки, ДНК, РНК, полисахариды, липиды и др.
Кислая среда (рН 1,5-4,5) обеспечивается активным транспортом Н+, который осуществляет встроенная в мембраны лизосом Н+- АТФаза.
В мембрану лизосом встроены белки- переносчики для транспорта в цитоплазму продуктов гидролиза макромолекул: аминокислот, сахаров, нуклеотидов, липидов.
Внутриклеточное пищеварение особенно выражено в клетках, способных к эндоцитозу.
Цитолиз — процесс разрушения клеток под действием лизосомальных ферментов.
Цитолиз может быть как частью нормальных физиологических процессов, так и патологическим состоянием, возникающим при повреждении клетки внешними факторами.
В патогенезе цитолитического синдрома важную роль играют повреждение мембран митохондрий, лизосом, клеточной мембраны.
Роль ПОЛ в развитии цитолитического синдрома:
усиление ПОЛ меняет физико-химические свойства липидного слоя
мембраны и тем самым увеличивает ее проницаемость.
АФК и радикалы способны повреждать белковые структуры мембраны,
усугубляя нарушение проницаемости.
Поражение клеточной и лизосомальной мембраны сопровождается
быстрой потерей внутриклеточных компонентов - электролитов (К+) и ферментов, повышением содержания в клетке электролитов, присутствующих во внеклеточной жидкости (Na+, Ca2+).
ПОЛ и мембранодеструкция
Физиологический уровень ПОЛ способствует:
1.Регуляции проницаемости мембраны
2.Обновлению мембран
3.Инициации фагоцитоза
Избыточный уровень ПОЛ вызывает:
1.Нарушение структуры и проницаемости мембран
2.Дезинтеграцию метаболизма клетки
3.Гибель клетки (цитолиз)
Липосомы как модель биологических мембран и транспортная форма лекарственных препаратов.
Липосомы – искусственно создаваемые липидные везикулы (пузырьки),
состоящие из одного или нескольких фосфолипидных бислоев, разделенных водной фазой. Диаметр липосом может колебаться от 25 до 10000 нм. Липосомы получают путем встряхивания или обработки ультразвуком водных суспензий фосфолипидов.
Липосомы можно применять как микроконтейнеры, которые способны доставлять разнообразные лекарственные препараты в различные органы и ткани. В липосомы могут быть заключены:
ферменты, гормоны, витамины, антибиотики, цитостатики, циклические нуклеотиды и т.д.
Поступление липосом в клетку осуществляется путем эндоцитоза.
Липосомы малотоксичны и
легко подвергаются биодеградации
Липосомы
Благодаря наличию в липосомах двухслойных мембран они могут использоваться для транспортировки как гидрофильных, так и гидрофобных лекарственных веществ.
Липосомы как наноконтейнеры |
для лекарственных |
веществ применяются |
в медицине, а также используются |
|
в составе косметических средств |
