0:00
[МУЗЫКА]
[МУЗЫКА] В основе
пассивного транспорта лежат три конкретных механизма.
Мы сначала остановимся на самом простом из них — простая диффузия.
Вы, конечно, встречались с этим термином и в жизни, и на уроках физики.
Он обозначает процесс взаимного проникновения молекул или атомов
одного вещества между молекулами и атомами другого вещества.
В основе лежит кинетическая энергия молекул.
Простая диффузия через плазматическую мембрану должна
происходить по градиенту концентрации.
Вы видите на слайде формулу, которая отражает те закономерности,
которые связаны с простой диффузией.
Обратите внимание на площадь.
Из этого следует, то есть чем больше площадь, тем больше скорость диффузии.
Обратите внимание на это обстоятельство.
В любых органах, в которых необходим массивный перенос
органических веществ, газов или ионов, должна быть увеличена площадь.
Легкие.
Если у земноводных легкие — это простой мышечный мешок,
то для того чтобы обеспечить наши потребности,
необходимо увеличение площади обмена, газообмена.
Поэтому наши легкие представляют собой сложную
структуру альвеол и дыхательных путей.
Тоже самое — кишка.
Для того чтобы произвести массивное всасывание элементов органических веществ,
ее поверхность имеет складки, ворсинки,
таким образом увеличивая возможность для простой диффузии.
По механизмам простой диффузии в нашем организме диффундируют,
или проникают в клетку, очень важные соединения.
Кислород, углекислый газ проникает в нашу клетку путем простой диффузии.
Сразу же вопрос к вам, на будущее: подумайте,
почему поток кислорода всегда направлен в клетку,
и почему всегда из клетки диффундирует углекислый газ?
В качестве подсказки хочу несколько ключевых слов сказать: митохондрии,
цикл Кребса, окислительное фосфорилирование.
Кроме этого, путем диффузии проникают липофильные вещества.
Липофильные вещества — это в первую очередь гормоны — стероидные гормоны,
к которым относятся гормоны надпочечников и половые гормоны.
Помимо гормонов путем простой диффузии в наши клетки
проникают и ксенобиотики, например бензол.
Поэтому простая диффузия является важным
элементом поддержания процессов обмена между клеткой и внутренней средой.
Однако в плазматической мембране существуют белки,
которые обеспечивают и другие механизмы, лежащие в процессе диффузии.
Один из них — это диффузия через белковые каналы.
В плазматическую мембрану встроены сложные
молекулярные комплексы, которые мы называем каналами.
Эти каналы имеют большое количество
разнообразных свойств, важнейшим из которых
является избирательность для определенных ионов и то,
что открытие и закрытие этих каналов может регулироваться.
То есть мы говорим, что они обладают воротными свойствами.
Открытие и закрытие этих каналов может быть связано
с действием химического соединения — это так называемые лигандуправляемые каналы.
Эти каналы могут регулироваться натяжением плазматической
мембраны — механочувствительные каналы.
Очень важный класс каналов, открытие и закрытие
которых регулируется напряжением на плазматической мембране,
— это так называемые потенциалзависимые каналы.
Обратите внимание,
мы потенциал действия будем рассматривать и вспоминать эти каналы.
Ну и, наконец, четвертое — каналы «утечки».
Это каналы, которые всегда открыты.
На слайде приведены примеры всех этих каналов,
и их назначение мы увидим в следующих наших блоках.
Методом, который позволяет нам изучать эти каналы,
является метод «пэтч-клампа», то есть мы можем
зарегистрировать активность отдельного одиночного белкового канала.
Специальная пипеточка присасывается к участку мембраны.
Пипетка диаметром очень небольшая,
поэтому она может регистрировать активность отдельного канала.
Благодаря этому мы можем изучать свойства этих каналов — когда
они открываются и когда они закрываются.
Это именно тот молекулярный механизм,
который лежит в основе понимания других системных реакций.
Ну и, наконец, завершая краткий обзор пассивных механизмов,
нужно сказать об облегченной диффузии.
В мембране клетки имеются специализированные белковые
молекулы-переносчики, которые переносят вещества из одного
жидкостного компартмента в другой жидкостный компартмент.
Обратите внимание на разницу между простой диффузией и облегченной диффузией.
Облегченная диффузия: мы подразумеваем процесс,
когда процесс диффузии идет с помощью этого переносчика.
Сначала, в начальной стадии,
скорость этого процесса одинакова для простой и для облегченной диффузии.
Но потом — и вы видите это на нашем слайде
— облегченная диффузия выходит на плато и больше (даже при увеличении
концентрации или времени) транспортные процессы не увеличиваются.
Это связано с тем,
что в плазматической мембране имеется ограниченное количество переносчиков,
и они не могут транспортировать молекулы больше, чем находится этих молекул.
В блоке «Внимание» я бы хотел обратить ваше внимание на те разделы,
в которых будут использованы эти данные:
это транспорт глюкозы в почке, транспорт глюкозы в кишке.
И если мы говорим о транспорте глюкозы в почке,
то с этим связано заболевание «сахарный диабет».
Следующий наш блок будет связан с механизмами активного
транспорта в мембране клетки.
[БЕЗ_ЗВУКА]