Общая физиология возбудимых тканей. Теоретические вопросы по кафедральной методичке

перемещаются молекулы воды, О₂, СО₂, жирорастворимые вещества (витамины A, D, E, K), этанол, мочевина.

Транспорт воды происходит через свободные пространства, обусловленные временными дефектами (кинками) в СН₂ цепях фосфолипидов. Кинки и связанные с ними пространства свободно диффундируют в пределах мембраны. Благодаря кинкам вода способна проникать через биологические мембраны. Однако движение воды через мембрану внутрь клетки и из клетки наружу регулируется осмотическим давлением растворов по обе ее стороны.

Облегченная диффузия – как и диффузия, происходит пассивно, по градиенту концентрации веществ по обе стороны мембраны, но с участием специальных белковых молекул-переносчиков. С помощью облегченной диффузии плазматическую мембрану преодолевают многие ионы, молекулы сахаров, аминокислот и нуклеотидов. Эти вещества преодолевают мембрану через поры, образованные транспортными белками (интегральные белки), погруженными в мембрану. Внутри таких белков имеется канал, через который могут диффундировать малые молекулы.

Мембранные каналы обладают относительной избирательностью по отношению к типу молекул, которые могут через них проходить. Существуют, например, калиевые, натриевые и кальциевые каналы, каждый из которых непроницаем практически для любого иона, кроме специфического.

Благодаря диффузии внутриклеточные концентрации ионов должны уравниваться с внеклеточными. Стабильность градиента ионов достигается посредством активного транспорта: мембранные белки переносят ионы через мембрану против электрического и (или) концентрационного градиентов, потребляя для этого метаболическую энергию (подробнее об этом дальше).

Первично-активный транспорт – это транспорт ионов через мембрану возбудимых клеток против концентрационного градиента с помощью транспортных АТФаз за счет энергии макроэргических соединений (АТФ). Первично активный транспорт характерен для переноса через мембрану возбудимых клеток ионов Nа⁺, К⁺ или Са²⁺.

В клетках возбудимых тканей первично активный транспорт осуществляется с помощью трех типов АТФаз: натрий-калиевой, кальциевой и протонной помпы:

·  кальциевая АТФаза – функция этого насоса заключается в поддержании низкой концентрации ионов кальция в цитоплазме мышечных клеток за счет депонирования ионов в саркоплазматический ретикулум. Поддержание низкой концентрации ионов Са²⁺ в саркоплазме является основным условием расслабления мышечных клеток;

·  протонная помпа (Н⁺-АТФаза) – транспортирует протоны через внутренние мембраны митохондрий. Протонная помпа в митохондриях увеличивает градиент электрохимического потенциала ионов водорода на мембране до порогового или критического уровня, который необходим для синтеза АТФ;

·  натрий-калиевая АТФаза. Работа Nа/К-насоса – наиболее важный процесс активного транспорта. Na/K насос существует практически во всех клетках: насос выкачивает ионы натрия из клетки, одновременно накачивая ионы калия внутрь клетки. Таким образом, обеспечивается низкая внутриклеточная концентрация ионов натрия и высокая – калия. Более 1/3 энергии, потребляемой клеткой, расходуется на Nа/К-насос, а в некоторых наиболее активных клетках на его работу расходуется до 70% энергии.

На внутренней поверхности мембраны Na/K насос расщепляет