Функционирование живых систем

Поступление веществ в клетку

Благодаря содержанию растворов солей, сахаров и других осмотически активных веществ, клетки характеризуются наличием в них определенного осмотического давления. Например, давление в клетках животных (морских и океанических форм) достигает 30 атм. и более. В клетках растений осмотическое давление является еще большим. Разность концентрации веществ внутри и снаружи клетки называют градиентом концентрации.

Поступление веществ в клетки животных, равно как и удаление их из клеток, связано с полупроницаемостью клеточной мембраны для молекул или ионов, а также со свойствами веществ.

Известно несколько путей поступления веществ в клетки. В частности, различают пассивный и активный транспорт веществ в клетки, а также проникновение веществ в клетки путем эндоцитоза (в виде фагоцитоза и пиноцитоза).

Пиноцитоз- это поглощение клеткой жидкой пищи, фагоцитоз - твердых частиц.

Пассивный и активный транспорт обеспечивает проникновение в клетки лишь малых молекул, тогда как эндоцитоз ответственен за поступление в клетки макромолекул (белков, полинуклеотидов, полисахаридов) и разных твердых частиц, включая бактерии.

В то же время клетки способны секретировать различные вещества в окружающую их среду. Этот процесс называют экзоцитозом.

О Q О о О q

1

Схема пиноцитоза (1) и фагоцитоза (2)

Рис. 38. Схема пиноцитоза (1) и фагоцитоза (2)

Различают прямой и опосредованный транспорт (прямой - без участия переносчиков, опосредованный - с их участием).

Пассивный транспорт, или диффузия идет по градиенту концентрации, без затраты энергии, и делится на простую диффузию и облегченную.

Диффузия - самопроизвольное перемещение молекул и ионов из области более высокой в область более низкой концентрации. В живом организме диффузия молекул происходит, как правило, в водном растворе. Мембрана клетки является проницаемой для одних веществ и непроницаемой для других. Если клеточная мембрана проницаема для молекул растворенного вещества, она не препятствует диффузии.

Простая диффузия идет без посредников (например, в клетке 14 ммоль натрия, а в среде - 140 ммоль - пассивный поток направляется в клетку), так поступает кислород, СО2, вода.

Осмос - особый вид диффузии воды через полупроницаемую мембрану в область более высокой концентрации растворенного вещества. В результате такого движения внутри клетки создается значительное давление, которое называют осмотическим.

Транспортируема я

Простая диффузия

Облегченная диффузия

О

Активный

Пассивный транспорт транспорт

Рис. 39. Схема транспорта веществ

Облегченная диффузия проходит по двум вариантам -с участием специальных переносчиков или при наличии специальных ионных каналов (это погруженные белки, которые выполняют транспорт соответствующих ионов -Na, Са, К). Отличие облегченной диффузии от простой состоит в том, что путь через мембрану облегчается за счет наличия переносчика.

Активный транспорт происходит против градиента концентрации, с затратой энергии. Он широко представлен в организме, например, калий-натриевый насос выкачивает из клетки ионы натрия и вкачивает ионы калия. Суть его состоит в том, что в мембране имеется белок-переносчик, способный расщеплять АТФ и высвобождать энергию, которая и затрачивается на перенос вещества.

Фильтрация- движение молекул воды и растворенных в ней веществ через клеточную мембрану в направлении, противоположном действию осмотического давления. Этот процесс становится возможным, если раствор в клетке находится под давлением, которое выше осмотического.

Так, например, сердце нагнетает кровь в сосуды под определенным давлением. В тончайших капиллярах это давление возрастает и становится достаточным, чтобы заставить воду и растворенные в крови вещества выйти из капилляров в межклеточное пространство.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >