2 Основных функции мембраны.

1. Рецепторная функция.

2. Транспорт веществ через мембрану.

Эти функции частично сопряжены между собой.

- Рецепторная функция.

Мембраны выполняют рецепторную функцию, т.е. функцию восприятия действия раздражителя его информации и перевода ее на язык клетки.

Наиболее распростанены среди клеточных рецепторов-хеморецепторы, воспринимающие химические раздражители. Они представляют собой белковые образования в мембране. Их отличает свойство комплиментарности, высокое химическое сродство к раздражителю. Это значит, что участок мембраны, называемый рецептором, зеркально похож на активные центры химического вещества, т.е. химический раздражитель и рецептор относятся друг к другу, как ключ и замок. Образование комплекса “вещество-рецептор” приводит к возбуждению(активации)хеморецепторов.

Хеморецепторы различны по своей структуре, строению для различных химических веществ.

Каждая клетка имеет большое количество разных типов хеморецепторов. Если в какой-то клетке очень много рецепторов одного какого-то типа, то такие клетки называются клетки-мишени для данного вещества.

Нехимические раздражители (например, электрические) - меняют заряд мембраны и это изменение заряда мембраны включает механизмы, которые переводят информацию раздражителя на язык клетки.

Клеточный /мембранный/ рецептор - это образование для передачи информации первого порядка (первичный посредник).

Возбуждение рецептора(первичного посредника передачи информации в клетку) приводит к активации вторичных посредников, которые также находятся в мембране. Нали­чие вторичных посредников способствует проникновению сигнала далее в клетку.

На сегодня известны 4 системы вторичных посредников:

1. Система аденилатциклаза - циклический аденозинмонофосфат (ц АМФ).

2. Система гуанилатциклаза - цГмф

3. Система фосфолипаза-с - инозитол-трифосфат.

4. Ca²⁺ - кальмодулин.

У каждой группы рецепторов имеется свой вторичный посредник.

Этапы передачи информации с наружной поверхности мембраны на внутреннюю идалее на внутрри клеточные структуры происходит следующим образом

1. Комплекс "гормон-рецептор" активирует фермент аденилатциклазу, который воздействует на взаимодействие АТФ с водой, образуется цАМФ. Все это происходит в мембране.

2. Дальше ц-АМФ активирует определеную группу ферментов цитоплазмы (протеинкиназы).

3. Активированная группа протеинкиназ вызывают процесс фосфолирирования строго определенных белков в определенном месте клетки.

4. Это вызывает: либо секреция, либо сокращение, т.е определеную функцию клетки. Такова цепочка событий в клетке.

Разные системы вторичных посредников активируют разные группы ферментов.

Вопрос №6.

Трансмембранный транспорт. Осмос. Простая и облегченная диффузия. Белки-переносчики. Ионные каналы, их виды. Первично-активный транспорт.Вторично-активный транспорт. Унипорт, симпорт, антипорт. Понятие о сопряженном транспорте.

Т р а н с м е м б р а н н ы й т р а н с п о р т

Осуществляется за счет 2-х процессов:

-диффузии и осмоса.

Осмос - когда через мембрану движется растворитель из зоны с меньшей концентрацией в зону с большей концентрацией. Осмос поддерживает обьем 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, которые есть в гидрофильных участках мембраны(фенестры, окна), либо через кинки- постоянно образующиеся временные дефекты мембраны. Простая диффузия не требует энергетических затрат, происходит за счет разности концентраций и осуществляется периодически, когда возникает разная концентрация.

Облегченная диффузия - ускоряет и усиливает перенос из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей концентрацией по сравнению с простой диффузией. Она широко распространена в организме,так как хотя исопровождается донолнительными энергетическими затратами, но не приводит к серьезным затратам энергии.

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

Различают 2 вида переносчиков:

1.Переносчики- белки, которые тем или иным способом переносят вещества через мембрану - за счет конформации(пространственного преобразовагния) молекул переносчика (сальтообразно).

2.Белки, которые образуют постоянные каналы, диаметр 0,3-0,6 нм, (так переносятся ионы натрия, калия, хлора).

Любой постояный транспорный канал состоит из трех частей:

1.Водная пора в мембране, образуется белком переносчиком.

2.Селективный фильтр- «фильтр условный», его функцию выполняет размер поперечника канала. Поперечный размер канала(диаметр) селектирует (отбирает) и пропускает в канал только «свой ион». Для каждого иона свой канал (натриевый канал, калиевый канал, кальциевый канал и т.д.)

3.Воротная система канала. Есть входные и выходные ворота канала. Они открываются и закрываются при определенных состояниях мембраны.

Каналы делятся на

Управляемые и неуправляемые

1.Управляемые каналы подразделяются на

-рецептор-управляемые - открываются, когда БАВ(гормон) взаимодействует с каким-либо рецептором.

-потенциал-зависимые - открываются при изменении потенциала мембран.

Кроме того управляемые каналы делятся на быстрые и медленные

2.Неуправляемые каналы

Всегда только медленные

Для одного иона имеется несколько видов каналов.

Для натрия -3 вида каналов(потенциал-зависимый, рецепторуправляемый, неуправляемый(медленный)

Для калия -4 вида каналов, для кальция -2 вида каналов.

ВАЖНО- каждый из видов каналов для одного иона 1.участвует в фомировании строго определенного механизма реализации функциц или открывается или закрывается на какомто строго определенном этапе выполнения функции. 2. Имеют свой спкцифический блокатор и/или активатор (из лекарственных веществ)

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

Активный транспорт бывает:

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

Калиево-натриевый насос - фермент калий-натриевая АТФаза. Этот фермент - белок. Он существует в мембране в виде 2-х форм:

-Е 1, Е 2

В ферментах существует активный участок, который взаимодействует с калием и с натрием. Когда фермент находится в форме Е 1, его активный участок обращен внутрь клетки и обладает высоким сродством к натрию, а значит способствует его присоединению (3 атома Na). Как только натрий присоединяется, происходит конформация этого белка, которая перемещает 3 атома натрия через мембрану и с наружной поверхности мембраны натрий отсоединяется. При этом происходит переход фермента из формы Е 1 в Е 2.

Е 2 имеет активный участок, обращенный к наружной поверхности клетки, обладает высоким сродством к калию. При этом 2 атома К присоединяется к активному участку фермента, изменяется конформация белка и калий перемещается внутрь клетки. Это происходит с большой затратой энергии, так как фермент АТФаза постоянно расщепляет энергию АТФ.

2. Вторично-активный - это транспорт, который осуществляется тоже против градиента концентрации, но на это перемещение тратится не энергия макроэргов, а 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.

Классическим примером вторично-активного транспорта выступает натрий - Н (аш)-обменник - когда обмениваются натрий и водород (это тоже вторично-активный транспорт).

Способы транспортировки через мембрану:

1. Унипорт - это такой вид транспортата веществв через мембрану, когда переносчиком или каналом транспортируетсяся одно веществово (Na-каналы)

2. Симпорт-это такой вид транспортата, 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).

Эндоцитоз,экзоцитоз- как форма транспрота веществ через мембрану.