Să vedem cum se realizează transportul transmembranar. Transportul transmembranar este una din proprietățile fundamentale ale celulei. El este bidirecțional și selectiv și, printr-un control riguros, asigură homeostazia mediului celular și adaptarea permanentă la condițiile de mediu.
Mecanismele de realizare sunt diferite și depind de mai mulți factori. În primul rând, proprietățile moleculelor, solubilitate, potență, polaritate, dimensiuni, viteză de deplasare, apoi depind și de temperatură, pH, factori nutriționali, presiunile și concentrația moleculelor și presiunile gazelor și așa mai departe. După raportarea la sursa de energie, există un transport pasiv care nu necesită energie deoarece moleculele se mișcă în gradient de concentrație și transport activ. care se realizează cu un consum de energie rezultată prin hidroliza ATP-ului și care se realizează cu un contrar gradientului de concentrație, iar pentru transferul moleculei în sens invers concentrației, este nevoie de o proteină transportare. Transportul pasiv cuprinde difuziunea osmoza și difuziunea facilitată.
Nu necesită energie, deci difuziunea constă în deplasarea moleculilor dintr-o zonă cu concentrație mare spre una cu concentrație mică, până la egalizarea concentrațiilor celor două medii. Răspândirea uniformă a moleculelor se datorează faptului că moleculele posedă energie cinetică care le asigură o mișcare browniană, dezordonată, astfel că se ciocnesc și ricoșează. și permanent își schimbă direcția de mișcare, așa încât se vor distribui uniform în cele două medii. Efectul este mișcarea moleculilor totdeauna în gradient, fie chimic, fie electric, fie electrochimic, fie osmotic. Membrana restricționează pasajul liber al ionilor și acestea se pot mișca în gradient.
de concentrație doar prin intermediul canalelor ionice create de proteinele transmembranare care îndepărtează polul hidrofob, deci ele aderând atât la polul hidrofil cât și la hidrofob, formează un canal mic, por, prin care ionii pot circula liber. În afară de transportul ionilor prin aceste canale, unele molecule nu pot fi transportate decât cu ajutorul unor molecule cărăuși. Ele fiind mari, nu pot fi transportate.
pot trece prin canale și atunci este nevoie de proteine cărăuși, proces care poartă numele de difuziune facilitată. Adică difuziune merg în gradient de concentrație facilitată de prezența moleculei cărăuși. În afară de canalele acestea permanent deschise la unele membrane, cum sunt cele ale neuronilor sau a fibrelor musculare, care au proprietăți speciale. Există canale voltaj dependente care nu sunt deschise decât când asupra acestei membrane acționează un stimul.
În cazul nostru, stimulul este acetilcolina, eliberat prin exocitoză în spațiul sinaptic. Acetilcolina interacționează cu receptorii de pe membrană. și canalele voltaj dependente se deschid. La deschiderea canalelor voltaj dependente se produce un influx masiv de sodiu ce va duce la creșterea depolarizării. În momentul când depolarizarea se deschide, polarizarea a ajuns vârful, plus 40 milivolți în cazul neuronilor și în cazul fibrei musculare, se generează potențialul de acțiune, proces numit excitabilitate.
În cazul fibrelor nervoase, potențial de acțiune nervos sau impuls nervos și în cazul fibrelor musculare, potențial de acțiune muscular, concomitent cu deschiderea canalelor voltaj dependente de sodiu, se deschid și canalele voltaj dependente de potasiu, care ieșind vor determina scăderea depolarizării și apoi treptat revenirea la potențialul de repaus. În gradient osmotic se mișcă apa. Deci osmoza este mișcarea apei, difuziunea apei dinspre compartimentul cu o presiune osmotică redusă spre un compartiment cu o presiune osmotică mare. Deci osmoza este o formă particulară a difuziunii.
Ea are loc atunci când există o diferență de concentrație între două soluții separate de o membrană semipermeabilă care nu permit moleculelor mari de solvit să treacă prin membrană decât apei. Deci apa va trece de la osmoza soluție diluată spre o soluție concentrată sau osmotică. Reducând presiunea osmotică, deci aici e presiunea osmotică mare, din coace e presiunea osmotică mică. Ce este presiunea osmotică?
Presiunea osmotică este raportul dintre substanța dizolvată și apă, soluție. Deci cu cât substanța dizolvată, particulele dizolvate în soluție sunt mai multe, cu atât presiunea osmotică este mai mare. Cu cât intra apa, presiunea osmotică stade.
Transportul activ, așa cum am spus, se realizează cu consum de energie și aceasta este rezultată prin hidroliza ATP-ului. Deplasarea moleculelor și ionilor se face împotriva gradientului de concentrație cu ajutorul proteinelor cărăuși. Și aceste proteine funcționează ca pompe.
Una din pompele cele mai importante pentru buna funcționalitate celule este pompa ionilor sodiu-potasiu. În timp ce ionii de sodiu sunt pompați la exterior, cei de potasiu sunt pompați mai mult spre interior. Deci, pompa sodiu-potasul realizează un schimb ionic împotriva gradientului de concentrație, prin care se întreține relativ constantă concentrația intracelulare a ionilor de sodiu și de potasiu și un potențial de repaus constant, în absența unui stimul. Deci, potențialul de repaus este cel al echilibrului pentru potas.
Deci pompa introduce potasiu, contrar gradientului de concentrație. Cu consum de energie intră potasiu, contrar gradientului. Dar efluxul de potasiu este pasiv, prin canalele ionice, el va difuza la exterior, așa că se va întreține în repaus un echilibru al potasiului.
O altă formă de transport activ este transportul secundar sau cotransportul. În cazul cotransportului, energia folosită pentru expulzia sodiului va crea o... concentrație mare de sodiu la exterior și acesta va difuza spre interiorul celulei unde este în concentrație mică. Deci el va difuza, va trece, va fi transportat, contrar gradientului de...
va fi transportat în gradient de concentrație, deci va difuza spre interior. Odată cu difuziunea lui, se asigură și transportul moleculelor mari care merg contrar gradientului de concentrație, spre exemplu, glucoza, aminoacide, spectide și așa mai departe. Acest transport, acest mecanism activ, se face deci contrar gradientului de concentrație și efort Forța acestor pompe metabolice este limitată de capacitatea maximă de transport a substanței pe unitatea de timp.
De exemplu, toți cei 2 milioane de nefron ai ambilor inichi nu pot resorbi activ mai mult de 350 de miligrame de glucoză pe minut. În mod normal se filtrează în capsula bămană 125 de miligrame de glucoz în fiecare minut. Deci există o capacitate suficientă de a putea fi resorbită glucoza. La diabetici însă, crescând glicemia, crește și cantitatea de glucoză filtrată și capacitatea de transport maximă a glucozei este depășită și atunci glucoza rămâne în urină, producând glicemia.
glicozuria. De asemenea, pentru aceste pompe metabolice există și o competiție între molecule. Deci tot prin acest transport este valabil, poate să treacă și aminoacizi și alte molecule. recule mai mari.
O formă particulară de transport este cea veziculară. Aici intră exocitoza și am spus în lecția anterioară despre prezența și formarea veziculelor de exocitoză la nivelul aparatului Golgi și prin care se face excreție. Aparatul Golgi cu rol excretor. Endocitoza este înglobarea în interiorul celulei prin invaginare, fie a unor particule solide prinse de pseudopode, în cazul particulelor microbiene, sau pinocitoze când vezicula se realizează în jurul unei substanțe fluide. În ideea că am elucidat o bună parte din informațiile despre membrană și transportul transmembranar, doresc spor la învățat.
La revedere!