Строение клеточной мембраны и механизмы траспорта через неё.
Клеточная мембрана состоит из двойного слоя липидов (фосфолипидов). Головки липидных молекул гидрофильны (любят воду), а «хвосты» – гидрофобны (боятся воды). Образуется билипидный слой (липидный бислой), образующий клеточную мембрану.
Помимо липидов в мембране присутствуют в большом количестве белки, могущие быть встроенными в мембрану и называемые интегральными молекулами.
Толщина липидной мембраны – 6-8нм. К транспортным белкам относятся белки, образующие каналы (канальные белки). К транспортным белкам также относятся белки-насосы. Белки могут выполнять роль ферментов (катализаторов химических реакций), быть рецепторами либо совмещать в себе ферментативную и рецепторную функции.
Интегральный транспортный белок
Существуют белки для транспорта специфических веществ. Ионы хлора принимают важное участие в поддержании солевого равновесия. Помимо липидов и белков в мембране имеются также углеводы и холестерин, придающий мембране определённую вязкость, - жироподобное вещество, поступающее с пищей и в чрезмерном количестве откладывающееся в кровеносных сосудов. Клеточная мембрана обладает избирательной проницаемостью.
В мембране может быть встроен белок переносчик, который осуществляет облегчённую диффузию.
Пассивный транспорт – транспорт по градиенту. Существует также белки, которые могут перносить вещества против градиента концентрации – активный транспорт.
Ионные каналы.
И.к. – это каналы для транспорта ионов, играющие важную роль для передачи и генерации нервного импульса. И.к. – это интегральный транспортный белок, встроенный в мембрану. Молекула такого белка имеет пору, заполненную водой и пропускающую один определённый вид ионов. Диаметр поры – 1нм, диаметр иона калия – 0,133 нм. Такие ионные каналы для калия всегда открыты и не зависят от внешних условий, поэтому они называются каналами пассивного типа (неуправляемые каналы, каналы утечки ионов).
Существуют каналы активного типа (управляемые каналы). В состоянии покоя они находятся в закрытом положении. Для того чтобы их открыть необходимо внешнее специфическое воздействие.
В зависимости от способа воздействия различают три вида управляемых ионных каналов:
Потенциал-зависимые ионные каналы. Открываются ил закрываются при изменении электриеского потенциала мембраны. Такие каналы имеют три состояния:
Закрытое
Открытое
Инактивированное – когда специальная молекула зкрывает пору.
Хемозависимые ионные каналы. Имеют только два состояния – открытое и закрытое.
Каналы, управляемые механически. Находятся в чувствительных окончаниях нейронов, реагирующих на механическое воздействие (открывающиеся при деформации мембраны). Момент открытия канала длится миллионные доли секунды и затем быстро закрывается. За это время успевает пройти достаточное число ионов. Скорость прохода ионов через канал – 100млн. ионов/сек.
Ионные каналы легко блокируются химическими веществами. Напр. существует местные анестетики, блокирующие натриевые каналы. Существуют также токсины, блокирующие ионные каналы (напр., тетродотоксин).
Важное свойство ионных каналов – их избирательнсть (специфичность).