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]
Марков Александр Георгиевичпрофессор, доктор биологических наук
Виолетта Васильевна КравцоваДоцент, кандидат биологических наук
Кривой Игорь ИльичДоктор биологических наук, профессор
Чернышева Марина ПавловнаПрофессор, доктор биологических наук
Бекусова Виктория ВитальевнаКандидат биологических наук
Алексеев Николай Петровичпрофессор, доктор биологических наук
