Транспорт таких молекул возможен благодаря наличию в мембранах либо белков, формирующих в липидном слое каналы (поры), заполненные водой, через которые могут проходить вещества определённого размера простой диффузией, либо специфических белков-переносчиков, которые избирательно взаимодействуя с определёнными лигандами, облегчают их перенос через мембрану (облегчённая диффузия).

Чем выше липофильность вещества, тем лучше вещество проникает через мембрану (тиреоидные гормоны, этиловый спирт, фенол, ацетон, синильная кислота и др.).

Большинство лекарственных веществ являются слабыми электролитами и могут находиться в организме в неионизированной и ионизированной форме.

Соотношение этих форм зависит от величины константы ионизации и значения рН среды.

Степень диффузии для таких веществ пропорциональна количеству неионизированной формы вещества.

Ионизированная форма плохо диффундирует через мембрану.

Облегченная диффузия

вещества транспортируются без расхода энергии по градиенту концентрации, но скорость ее выше, чем при пассивной диффузии из-за участия специфических белков переносчиков (транслоказы).

Например,, транспорт витамина В1212

Фильтрация

Транспорт веществ через поры мембран осмосом..

мочевина,,воды..

Облегченная диффузия – перенос соединений через мембраны при участии белков-каналов или белков- переносчиков.

Вещества транспортируются без расхода энергии по градиенту концентрации, но скорость ее выше, чем при пассивной диффузии из-за участия специфических белков переносчиков (транслоказы).

Перенос веществ через мембраны. Активный транспорт.

Вещества транспортируются против градиента концентраций с затратой энергии с помощью аденозинтри- фосфатаз (АТФазы).

Путем активного транспорта происходит всасывание следующих веществ:

катионы натрия, калия (Na+/ К+ насос), кальция (Са+-АТФ- аза),аминокислоты,глюкоза,

сердечные гликозиды,гормоны,витамины

Пиноцитоз

транспорт веществ путем впячивания (инвагинации) поверхности мембраны с последующим образованием везикулы вокруг транспортируемого вещества.

Путем пиноцитоза происходит транспорт следующих веществ(крупныепептиды,, молекулы):

гормоны,,жирные кислотыполисахариды,,

нуклеиновые кислоты,,холестерин (ЛПНП),( ,пищеварительные ферменты..

Перенос некоторых лигандов (ионов, глюкозы, аминокислот) через мембраны происходит против градиента концентрации и сопряжён с затратой энергии (активный транспорт). Перенос лигандов через мембрану, связанный с затратой энергии АТФ, называют "первично-активный транспорт".

Первично-активный транспорт

Перенос некоторых неорганических ионов идёт против градиента концентрации при участии транспортных АТФ-аз (ионных насосов). Все ионные насосы одновременно служат ферментами, способными к аутофосфорилированию и аутодефосфорилированию. АТФ-азы различаются по ионной специфичности, количеству переносимых ионов, направлению транспорта. В результате функционирования АТФ-азы переносимые ионы накапливаются с одной стороны мембраны. Наиболее распространены в плазматической мембране клеток человека Nа+,К+-АТФ-аза, Са2+-АТФ-аза и Н+,К+,-АТФ-аза слизистой оболочки желудка.

Вторично-активный транспорт

Перенос некоторых растворимых веществ против градиента концентрации зависит от одновременного или последовательного переноса другого вещества по градиенту концентрации в том же направлении (активный симпорт) или в противоположном (активный антипорт). В клетках человека ионом, перенос которого происходит по градиенту концентрации, чаще всего служит Na+.

Примером такого типа транспорта может служить Na+,Са2+-обменник плазматической мембраны (активный антипорт), ионы натрия по градиенту концентрации переносятся в клетку, а ионы Са2+против градиента концентрации выходят из клетки.

По механизму активного симпорта происходят всасывание глюкозы клетками кишечника и реабсорбция из первичной мочи глюкозы, аминокислот клетками почек.

Перенос через мембрану макромолекул и частиц: эндоцитоз и экзоцитоз.

Траспортные белки обеспечивают перемещение через клеточную мембрану полярных молекул небольшого размера, но они не могут транспортировать макромолекулы, например белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды или ещё более крупные частицы. Механизмы, с помощью которых клетки могут усваивать такие вещества или удалять их из клетки, отличаются от механизмов транспорта ионов и полярных соединений.

Эндоцитоз

Перенос вещества из среды в клетку вместе с частью плазматической мембраны называют "эндоцитоз". Путем эндоцитоза (фагоцитоза) клетки могут поглощать большие частицы, такие как вирусы, бактерии или обломки клеток. Захват больших частиц осуществляется в основном специализированными клетками - фагоцитами.

Поглощение жидкости и растворённых в ней веществ с помощью небольших пузырьков называют "пиноцитоз". Усвоение веществ механизмом эндоцитоза (пиноцитоза) характерно для всех клеток.

Путем пиноцитоза происходит транспорт следующих веществ (крупные молекулы):

пептиды,гормоны,жирные кислотыполисахариды,

нуклеиновые кислоты,холестерин (ЛПНП),пищеварительные ферменты.

Экзоцитоз

Макромолекулы, например белки плазмы крови, пептидные гормоны, пищеварительные ферменты, белки внеклеточного матрикса, липопротеиновые комплексы, синтезируются в клетках и затем секретируются в межклеточное пространство или кровь. Но мембрана непроницаема для таких макромолекул или комплексов, их секреция происходит путём экзоцитоза.

Особенность экзоцитоза в том, что секретируемые вещества локализуются в пузырьках и не смешиваются с другими макромолекулами или органеллами клетки. В ходе экзоцитоза содержимое секреторных пузырьков выделяется во внеклеточное пространство, когда они сливаются с плазматической мембраной.

В организме имеются как регулируемый, так и нерегулируемый пути экзоцитоза.

Нерегулируемая секреция характеризуется непрерывным синтезом секретируемых белков, упаковкой их в транспортные пузырьки в аппарате Гольджи и переносом к плазматической мембране.

Для регулируемой секреции характерны хранение приготовленных на экспорт молекул в транспортных пузырьках и их слияние с плазматической мембраной только при воздействии на клетку специфического стимула. С помощью регулируемой секреции происходят выделение пищеварительных ферментов в период переваривания пищи, а также секреция гормонов, нейромедиаторов и других биологически активных веществ. Пример такого типа секреции - выброс пептидного гормона инсулина в кровь после еды. Стимулом к секреции инсулина, хранящегося в секреторных гранулах β-клеток островков Лангерханса поджелудочной железы, является повышение концентрации глюкозы в крови и β-клетках

ТРАНСМЕМБРАННАЯ ПЕРЕДАЧА

СИГНАЛАСхема передачи сигнала::

Взаимодействие рецептора на мембране с сигнальной молекулой (первичный( посредник)

Активация мембранного фермента и синтез вторичного посредника

Образование вторичного посредника ц ГМФ,, ц АМФ,, ДАГ,, Са 2+2+

Активация протеинкиназ и фосфорилаз в клетке

Фосфорилирование (метод( изменения активности фермента)) ферментов клетки

РЕЦЕПТОРЫ:

По скорости ответа

Трансмембранная передача сигнала.

Схема передачи сигнала:

Важное свойство мембран - способность воспринимать и передавать внутрь клетки сигналы из внешней среды. "Узнавание" сигнальных молекул осуществляется с помощью белков-рецепторов, встроенных в клеточную мембрану клеток-мишеней или находящихся в клетке. Клетку-мишень определяют по способности избирательно

связывать данную сигнальную молекулу с помощью рецептора.

Если сигнал воспринимается мембранными рецепторами, то схему передачи информации можно представить так:

взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой (первичным посредником);

активация мембранного фермента, ответственного за образование вторичного посредника;

образование вторичного посредника цАМФ, цГМФ или Са2+;

активация посредниками специфических белков, в основном протеинкиназ, которые, в свою очередь, фосфорилируя ферменты, оказывают влияние на активность внутриклеточных процессов.

Несмотря на огромное разнообразие сигнальных молекул, рецепторов и процессов, которые они регулируют, существует всего несколько механизмов трансмембранной передачи информации: с использованием аденилатциклазной системы, инозитолфосфатной системы, каталитических рецепторов, цитоплазматических или ядерных рецепторов.