Celulele vii, ca și corpul ca întreg, sunt un sistem deschis, cu un schimb constant de materie și energie. În procesul acestui schimb, substanțele intră în celulă și din celulă.
Odată cu formarea potențialelor electrice în celule, permeabilitatea celulară violare conducând la modificări patologice, medic actiune numire a medicamentului asociat cu penetrarea acestor substanțe într-o celulă și afectează proprietățile sale funcționale.
- Studiul mecanismului de penetrare a substanțelor prin membrană
- Determinarea distribuției substanțelor între mediul intracelular și cel extracelular.
Metode de studiere a permeabilității
- Metoda volumetrică. Se bazează pe fenomenul de osmoză. Determinarea masei celulelor înainte și după plasarea lor într-o soluție hipertonică a substanței studiate. Substanța pătrunde în celulă, iar volumul crește (datorită apei). Metoda de centrifugare este determinarea masei eritrocite cu ajutorul acesteia. Cu fotometrie, rata de penetrare a substanțelor în celulă se modifică.
- Metoda indicatorului. Se reduce la definiția unei pete intravitale. Metoda calitativă, deoarece furnizarea substanței este determinată de modificarea culorii indicatorului, introdus preliminar în celulă. Folosit pentru acizi și baze. Metoda de colorimetrie poate da nu numai o evaluare calitativă, dar și o evaluare cantitativă. Dezavantajul este că concentrațiile mici nu sunt capturate cu ușurință, iar cele mari sunt dăunătoare celulei.
- Metoda chimică - analizează determinarea calitativă și cantitativă a substanțelor din celule și din mediul înconjurător.
- Metoda izotopică de studiu a permeabilității. Vă permite să studiați fluxurile oricărei substanțe care intră și iese din cușcă. Metoda permite lucrul cu obiecte vii și utilizarea concentrațiilor mici ale substanțelor studiate. Vă permite să studiați penetrarea nu numai a substanțelor străine, ci și a substanțelor - componente ale acestei celule.
- Metodă de măsurare a conductivității electrice. Se folosește pentru măsurarea ionilor. Prin schimbarea curentului de joasă frecvență, puteți să evaluați permeabilitatea.
Factorii fizici care cauzează penetrarea pasivă a substanțelor prin membrană.
- Concentrație (chimic) gradient
- Gradientul electrochimic
- Gradientul electrostatic (pentru procesele de filtrare)
- Gradientul osmotic
- Gradient de solubilitate la limita a două faze nemiscibile, de exemplu, lipide și apoase
Acestea oferă o mișcare pasivă de substanțe.
Permeabilitatea activă, vine cu costurile energiei, transferul se face în raport cu gradientul de concentrație.
Principalul tip de transport de pasiv va fi difuzie - simplu (prin porii din bistratul lipidic printr-un por proteină, fie prin porii din bistratul lipidic) și greutatea redusă cu (fixă sau operatorul de telefonie mobilă). Transportul pasiv include osmoza și filtrarea - mișcarea materiei și a solventului.
Difuzia este principalul mod de a transporta substanțe. Difuzia este un proces spontan de penetrare a substanțelor din regiunea mai mare într-o regiune cu o concentrație mai scăzută ca rezultat al mișcării termo-haotice a atomilor și moleculelor. Energia cinetică este mV2 / 2.
Dacă particula are o încărcătură, este inclus și un gradient electrochimic.
Jm = URT dC / dx - UCZF dφ / dx
U este mobilitatea particulelor
C este concentrația
R este constanta gazului
Z este încărcarea ionică
F - Numărul Faraday
Dx este grosimea membranei
dC / dx este gradientul de concentrație
df / dx - gradient de potențial electrochimic
Jm = -D dC / dx Jm = P (C1-C2)
Dacă nu există nicio taxă.
P este coeficientul de permeabilitate al membranei
K este coeficientul de distribuție
Substanțele aflate în procesul de difuzie trec prin porii membranei - compuși polari solubili în apă și electroliți. Substanțele organice trec prin dizolvarea în lipide. Dependența dizolvării substanțelor în lipide a fost investigată de Overton. El a arătat dacă există grupări carboxil, hidroxil și amino, ceea ce agravează penetrarea prin membrană. Dimpotrivă, prezența grupărilor metil, etil și fenil facilitează penetrarea substanțelor în celulă. Ele nu sunt polare și acest lucru crește dizolvarea acestor substanțe în lipide.
Coeficientul de distribuție arată raportul dintre solubilitatea substanțelor din grăsimi și solubilitatea acestor substanțe în apă. Cu cât acest coeficient este mai mare, cu atât substanțele mai ușor intră în celulă, indiferent de mărimea moleculei. Dacă substanțele au același coeficient de distribuție, atunci moleculele mai mici vor pătrunde mai ușor decât moleculele mari.
Substanțele solubile în apă trec prin porii membranelor. Pentru a trece prin timp, substanța trebuie să depășească anumite forțe care o împiedică. Substanța trebuie eliberată de apă sau solvatare coajă, împinge stratul molecular de suprafață la limita celulelor și spălarea soluției pentru a depăși interacțiunea dintre grupurile polare și grupările polare ale porii membranei pentru a depăși bariera de energie creată la suprafața ionilor citoplasmă și coloizi.
Permeabilitatea ionilor prin membrană.
Depinde de următorii factori.
- Dimensiunea razei cristaline
- Dimensiunea carcasei hidratate și rezistența acesteia
- Din valența ionului, determinată de magnitudinea încărcării
- Din tranzițiile de fază ale membranei de la starea de cristal lichid la gel și spate. Raza ionului hidratat va fi determinată de raza cristalină și de prezența uneia sau mai multor cochilii hidratate. Stratul de apă în anioni este cu 18% mai mic decât cel al cationilor. Anionii trec mai bine prin membrană. Când trece prin pori, ionul reține o carapace hidratată, în timp ce restul este înlocuit cu pereții porului. Este mai ușor dacă energia de hidratare este mai mică.
Penetrarea în celulă va fi afectată de încărcare, deoarece există interacțiune cu uneori. Ionii monovalenți sunt mai bine decât 2x și mai puțin de 3x. Sodiu, potasiu este mai bun, calciu, magneziu - mai bine, absolut prost - fier.
Starea membranei. Porți de cristal lichid și gel. Crystal (are o densitate mare, datorită extinderii cozilor grase - 0.58 și 3.9). Gelul - cozile grase sunt situate în paralel și zona scade la 0,48, dar creșterea grosimii crește la 4,7. Configurația trans - alungire și abaterea cozilor în configurația Ghosh-trans-gosh.
În starea cristalină lichidă, există micro-cavități în membrană - bucla de zgomot. aceste microcavități sunt capturate de ioni, de apă și se pot deplasa de-a lungul membranei, iar membrana efectuează transferul.
Procesul de difuzie poate fi facilitat de prezența vectorilor. Caracteristica difuziei facilite, precum și gradientul de concentrație, este mai rapidă. Proprietatea are maximum de transport - creșterea permeabilității substanței depinde de transportatorii liberi, dar când toate vectorii sunt ocupați, viteza scade. Creșterea ratei de difuzare facilă se face într-un anumit punct. Eventuala concurență pentru substanțele tolerate, atunci când substanțele diferite sunt adăugate la transportator.
Procesul de filtrare este viziunea soluției prin porii din membrană sub acțiunea unui gradient de presiune.
Este supusă ecuației Poiseuille
dV / dt = pi R4 (p1-p2) / 8li
dV / dt = (p1-p2) / wW = 8 l / pi R4
r4 este raza porului
sau este vâscozitatea lichidului
V este volumul lichidului filtrat
W este rezistența hidrolitică
În capilarii glomerulilor rinichilor - rolele nu pot trece prin filtru, ele rămân în plasmă și creează o presiune osmotică. Lichidul filtrat - creează o presiune hidrostatică, care împiedică filtrarea.
Osmoza are o mare importanță în organism. Apă în conformitate cu legile de osmoză dintr-o soluție cu o concentrație mai mică de substanțe într-o soluție cu o concentrație mai mare. Osmoza este difuzia moleculelor de apă. Ideea unui gradient de presiune osmotică (pi)
Pi = iRCT este coeficientul i-izotonic de disociere a moleculei.
La determinarea concentrației unei soluții în indicele chatsits, în loc de garmi, osmol.
Un osmol este o moleculă de 1 gram din substanța dizolvată.
O soluție care conține 1 osmol dintr-o substanță dizolvată în fiecare kilogram de apă are o osmolalitate de 1 osmol per kg.
Soluția, care conține 1/1000 osmol pe 1 kg de apă, are o osmolalitate de 1 milion mol (MoSM) per 1 kg. Osmolalitatea normală a fluidului extracelular și intracelular este de aproximativ 300 mOsm pe 1 kg
Datorită complexității măsurării apei în soluție în kilograme, care este necesară pentru determinarea osmolalității. în schimb, folosesc osmolaritatea - concentrația exprimată prin numărul de osmoli pe 1 litru de soluție, mai degrabă decât 1 kg.
Diferențele dintre matricea de osmolalitate și osmolalitate sunt mai mici de 1%
Permeabilitatea membranelor de apă
- Gradientul osmotic
- Gradientul hidrosotactic
- Gradientul electric
- Presiunea oncotică a proteinelor. Oferă osmoză anormală.
Rata inegală de penetrare a cationilor și anionilor creează o diferență de potențial de difuzie. Această diferență de potențial poate afecta penetrarea apei. Osmoza anormală poate fi pozitivă și negativă. Dacă o osmoza pozitivă - apă se mișcă prin gradient osmotic, dar cu o accelerare suplimentară, în timp ce un rezultat negativ osmoza aberant transferat împotriva gradientului osmotic, dar gradientul diferență de potențial electric.
Teorii ale transportului pe apă
Teoria lui Vant-Gof este penetrarea apei prin pori prin mișcarea termică a moleculelor sale.
Penetrarea apei sub forma unei perechi.
Membranele sunt bine permeabile la gaze, indiferent de natura lor. Gazele nu au o taxă. Gazele se pot dizolva în lipide.
Permeabilitatea pentru acizi și baze depinde de gradul de disociere. Permeabilitatea alcaloizilor, de asemenea. Nu se dizolvă - trece bine prin membrană, deoarece sunt dizolvate în lipide, iar cele disociate nu pot trece prin porii membranelor din cauza dimensiunilor mari.
Transportul activ - este asociat cu cheltuielile de energie și împotriva gradientului.
Transport primar activ și secundar activ.
Transportul principal - mecanisme de pompare pentru transportul ionilor membranari.
Enzima poate fi găsită în două stări conformaționale - E1 / E2. Se pot alătura trei unități alfa în starea E1. Se descompune ATP în ADP și fosfat anorganic. Grupul fosfat este transferat la asparagină în poziția 376. Proteina în timpul fosforilării face o întoarcere și trei ioni din interior sunt în afara. Subunitatea Alpha după ce turnul dobândește o afinitate pentru potasiu. Și capturează 2 ioni de potasiu. În continuare, defosforilarea și o nouă modificare conformațională, tranziția la E2 și 2 potasiu este returnată în interior.
Acest transport menține distribuția normală de sodiu și potasiu în intracelular și în afara lichidului. De asemenea, încărcați + pe suprafața exterioară a membranei. Odată cu îndepărtarea a 3 ioni de sodiu din celulă, apa este îndepărtată, i. E. echilibrul de apă al celulei este menținut.
Transportul activ inactiv se utilizează pentru a transfera compușii organici necesari pentru celulă și acest transport secundar activ se realizează prin intermediul unor purtători = 2 sodiu + glucoză (de exemplu). Se deplasează în celulă de-a lungul gradientului de sodiu în celulă. Aici energia nu este consumată, dar glucoza din celulă trebuie să ajungă în sânge - prin difuzie simplă și sodiul este îndepărtat din celulă prin ATPază de sodiu de potasiu. Acest lucru este necesar pentru a menține gradientul de concentrație.
Procesele active ale transportului de substanțe sunt, de asemenea, asociate cu endocitoza - fagocitoza - transferul de particule dense și pinocitoza - dacă se transportă lichide. Acest proces poate fi specific și nu. Specific - dacă membrana însăși selectează prin intermediul membranelor de proteine speciale ale receptorilor. Membrana formează o pliu, care se închide și trece în flacon, creează endosomul primar, în care se include substanța, proteina. Din endozomul primar, proteina (clathrin) este îndepărtată și endosomul primar trece în endosomul secundar și se îmbină cu lizozomul.
Hormonii care nu pot trece prin membrană interacționează cu receptorii. Și o altă parte a hormonilor, solubili în grăsimi, pătrunde în celulă și interacționează cu receptorii citosolici.
ACTUALIZĂRI
Trimiteți-le prietenilor: