1,487 matches
-
membrană. O anumită substanță poate trece prin membrană prin ambele mecanisme. Transportul este în ambele cazuri pasiv, adică în sensul gradientului electrochimic și fără consum energetic. Esența fenoemnului de facilitare constă în existența unei structuri în cadrul membranei care pentru un gradient permite o rată de difuziune mai mare decât cea prin difuziune simplă. Subliniem faptul că orice cale transmembranară hidrofilă reprezintă de fapt o facilitare a transportului prin membrana celulară pentru o substanță hidrofilă, dar termenul de difuziune facilitată se folosește
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
apă prin osmoză și astfel volumul celular crește și presiunea osmotică intracelulară scade, iar dacă mediul este hipoton osmoza se realizează în sens opus, spre exteriorul celulei, având efecte inverse. Dacă mediul este izoton dar hiperosmotic, solviții permeanți difuzează în gradient chimic spre interiorul celulei, determinând hipertonie intracelulară, care duce la pătrunderea apei prin osmoză, până când ea devine din nou izotonă cu mediul, dar și izoosmotică. Aceste exemple sunt teoretice (pentru explicarea fenomenelor) și pornesc de la modelul celulei plasate într-un
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
hidrofile, de nivel intermediar între pori și transportori în ce privește rata de transfer și selectivitatea. Funcția de canal ionic este asigurată de ansambluri oligomerice de proteine transmembranare (intrinseci). Insistăm din nou asupra faptului că transportul prin canale este strict pasiv, conform gradientelor electro chimice; doar unii transportori, care sunt sisteme complet diferite ca mecanism de funcționare față de canale, pot realiza fenomene de transport activ. Așadar, fluxul de particule prin canale este foarte rapid, comparativ cu cel asigurat de transportori, tocmai pentru că nu
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
și apoi se face referire la dependența de voltaj caracteristică, adică relația dintre probabilitatea de deschidere și valoarea potențialului membranar. Amplitudinea curentului ionic printr-un singur canal (curent unitar) poate fi determinată prin tehnici electrofiziologice avansate (patch-clamp) și depinde de gradientul electrochimic (concentrațiile locale de o parte și de alta a membranei) și de conductanța canalului (conductanță unitară). Curentul unitar și constanta de inactivare determină sarcina electrică totală a ionilor care trec printr-un canal pe parcursul unei astfel de deschideri tranzitoriii
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
redox, osmolaritate, pH. Unele canale voltaj-dependente sunt descrise în detaliu în capitolele următoare (pentru Na+ și K+ vezi cap. 5.8., pentru Ca2+ vezi cap. 5.9.18). Canale protonice voltaj-dependente: se deschid la depolarizare, numai în condițiile în care gradientul electrochimic este îndreptat către exterior, în așa fel încât să permită eliminarea protonilor din citoplasmă. Aceste canale se găsesc mai ales la nivelul fagocitelor, fiind utile în eliberarea acidității intracelulare din timpul „explozie de protoni” (proton burst), în timpul distrugerii bacteriilor
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
și/sau polarizarea nu permit transportul (e nevoie de facilitare), concentrația este mai mare în compartimentul de destinație (e nevoie de transport activ, primar sau secundar). Pentru asemenea situații există proteine membranare integrale numite transportori (facilitatori, carriers, porters) care folosesc gradienți de concentrație sau electrochimici pentru a transfera substratele respective prin bistratul lipidic, nu în masă, ci moleculă cu moleculă sau ion cu ion. Transportorii sunt similari cu enzimele ca mecanism biochimic de funcționare, deoarece se leagă de substrat și sunt
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
de proteină membranară în timp ce exteriorul este lipofil. Transportorii sunt prezenți în toate celulele (ubiquitari), oriunde este nevoie de introducerea de nutrimente, de eliminarea cataboliților, de controlul concentrațiilor ionice intracelulare. Dacă transportorul transferă o singură specie moleculară, transferul poate fi conform gradientului electrochimic (uniport) sau împotriva acestuia (pompă). Dacă se transportă două (sau mai multe) specii moleculare (molecule neutre sau ioni), atunci este vorba de cotransport (simport sau antiport), care poate fi transport pasiv, transport activ (pompă), sau transport activ secundar (pentru
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
am văzut (5.3), dacă ATP este consumat direct de proteina transportoare, adică ea însăși este o ATP-ază, transportul activ se numește primar, iar transportorul sa numește pompă. Dacă însă transportul activ la care ne referim se bazează pe un gradient (menținut de o asemenea pompă), vorbim de transport activ secundar (care este întotdeauna un cotransport, în regim de sinport sau antiport cu specia moleculară care asigură desfășurarea ciclului funcțional, fiind transportată în sensul gradientului). Intensificarea procesului de transport activ trebuie
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
ne referim se bazează pe un gradient (menținut de o asemenea pompă), vorbim de transport activ secundar (care este întotdeauna un cotransport, în regim de sinport sau antiport cu specia moleculară care asigură desfășurarea ciclului funcțional, fiind transportată în sensul gradientului). Intensificarea procesului de transport activ trebuie susținută de o creștere corelată a ratei metabolice, pentru a asigura cantitatea necesară de ATP<footenoteid="16">La bacterii există o formă aparte de transport activ, folosită la preluarea monozaridelor din mediu, care nu
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
din mediu, care nu se sprijină pe ATP ci pe fosfo-enol-piruvat (PEP) și se numește translocație de grup (PEP group translocation; phoshotransferase system; PTS), </footenote>. 5.7. 1. Pompe ionice Aceste proteine transmembranare pot transporta ioni și alți solviți împotriva gradienților de concentrație. Energia pentru această activitate este de cele mai multe ori chimică, sub formă de ATP, dar poate fi și obținută din cuantele de lumină, reacții oxido-reducătoare, energie termică din mediu și alte surse. Pompele activate de ATP sunt proteine transmembranare
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
diferențe de potențial electrochimic. Transportul activ secundar reprezintă baza transportului activ pentru numeroși ioni, glucoză, aminoacizi, etc. (fig. 35). Acest proces este posibil întrucât odată cu ionul transportat pasiv (Na+), un alt solvit se poate cupla la transportor. Astfel, pe baza gradientului de Na+ (“secundar” transportului activ de Na+) se transportă spre interior glucoză, aminoacizi (sinport), iar ionii de calciu și protonii sunt îndepărtați din citosol (antiport). Transportorul de glucoză SGluT 1 funcționează în această manieră. Schimbul electrogen 3Na+/Ca2+, ce se
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
antiportul Na+/H+ din rinichi, intestin și alte celule sau antiporterul Cl-/HCO3-. Mecanismele proceselor de transport activ secundar sunt diferite față de transportul activ primar. Diferența majoră constă în faptul că în cazul transportului activ secundar energia este furnizată de gradientul de concentrație. Gradientul electrochimic al ionului de sodiu între exteriorul celulei și interiorul acesteia, realizat prin procesul de transport activ primar al acestui ion (pompa Na/K) reprezintă un mijloc de înmagazinare de energie care poate fi utilizată pentru funcționarea
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
din rinichi, intestin și alte celule sau antiporterul Cl-/HCO3-. Mecanismele proceselor de transport activ secundar sunt diferite față de transportul activ primar. Diferența majoră constă în faptul că în cazul transportului activ secundar energia este furnizată de gradientul de concentrație. Gradientul electrochimic al ionului de sodiu între exteriorul celulei și interiorul acesteia, realizat prin procesul de transport activ primar al acestui ion (pompa Na/K) reprezintă un mijloc de înmagazinare de energie care poate fi utilizată pentru funcționarea sistemelor de transport
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
poate fi utilizată pentru funcționarea sistemelor de transport activ secundar. In acest sens este de subliniat faptul că inhibarea producerii de ATP (ouabaina) într-o celulă determină într-o primă fază oprirea transportului activ al sodiului, cu scăderea consecutivă a gradientului transmembranar a ionului de sodiu, urmată de oprirea transportului activ secundar care depinde de gradientul de sodiu drept sursă de energie. Trecerea ionilor și, în special, a ionului de Na+ din compartimentul în care acesta se găsește în concentrație crescută
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
subliniat faptul că inhibarea producerii de ATP (ouabaina) într-o celulă determină într-o primă fază oprirea transportului activ al sodiului, cu scăderea consecutivă a gradientului transmembranar a ionului de sodiu, urmată de oprirea transportului activ secundar care depinde de gradientul de sodiu drept sursă de energie. Trecerea ionilor și, în special, a ionului de Na+ din compartimentul în care acesta se găsește în concentrație crescută (cu nivel energetic crescut) în compartimentul cu concentrație scăzută (nivel de energie coborât) furnizează energie
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
și, în special, a ionului de Na+ din compartimentul în care acesta se găsește în concentrație crescută (cu nivel energetic crescut) în compartimentul cu concentrație scăzută (nivel de energie coborât) furnizează energie pentru realizarea transportului activ al altui solvit împotriva gradientului său (transport activ secundar). Este de reținut faptul că energia înmagazinată într-un gradient transmembranar de concentrație ionică poate de asemenea să servească la sinteza de ATP din ADP și radical fosfat. Spre exemplu, transportul de electroni în lanțul fosforilărilor
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
în concentrație crescută (cu nivel energetic crescut) în compartimentul cu concentrație scăzută (nivel de energie coborât) furnizează energie pentru realizarea transportului activ al altui solvit împotriva gradientului său (transport activ secundar). Este de reținut faptul că energia înmagazinată într-un gradient transmembranar de concentrație ionică poate de asemenea să servească la sinteza de ATP din ADP și radical fosfat. Spre exemplu, transportul de electroni în lanțul fosforilărilor oxidative mitocondriale produce un gradient de concentrație a protonilor (H+) de o parte și
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
Este de reținut faptul că energia înmagazinată într-un gradient transmembranar de concentrație ionică poate de asemenea să servească la sinteza de ATP din ADP și radical fosfat. Spre exemplu, transportul de electroni în lanțul fosforilărilor oxidative mitocondriale produce un gradient de concentrație a protonilor (H+) de o parte și de alta a membranei mitocondriale. In aceste circumstanțe deplasarea ionilor de hidrogen in sensul gradientului, strict la nivelul proteinei numite ATP-sintază, furnizează energie pentru sinteza de ATP (proces de fosforilare oxidativă
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
ADP și radical fosfat. Spre exemplu, transportul de electroni în lanțul fosforilărilor oxidative mitocondriale produce un gradient de concentrație a protonilor (H+) de o parte și de alta a membranei mitocondriale. In aceste circumstanțe deplasarea ionilor de hidrogen in sensul gradientului, strict la nivelul proteinei numite ATP-sintază, furnizează energie pentru sinteza de ATP (proces de fosforilare oxidativă). Similar proceselor de difuziune facilată și a proceselor de transport activ primar și în cazul transportului activ secundar, legarea solvitului de transportat de proteina
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
modificare alosterică ca urmare a fixării ionului. Recapitulând, în cadrul proceselor de transport activ secundar ionul de sodiu se deplasează întotdeauna din mediul extracelular, unde se găsește în concentrație foarte ridicată, în interiorul celulei, unde concentrația sa este scăzută, deci în sensul gradientului său de concentrație, în timp ce substanța de transportat este deplasată împotriva gradientului său de concentrație, adică din compartimentul cu concentrație scăzută în cel în care concentrația este ridicată. 5.8. Potențialul transmembranar și modificările sale Diferențele de concentrație ionică dintre mediul
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
transport activ secundar ionul de sodiu se deplasează întotdeauna din mediul extracelular, unde se găsește în concentrație foarte ridicată, în interiorul celulei, unde concentrația sa este scăzută, deci în sensul gradientului său de concentrație, în timp ce substanța de transportat este deplasată împotriva gradientului său de concentrație, adică din compartimentul cu concentrație scăzută în cel în care concentrația este ridicată. 5.8. Potențialul transmembranar și modificările sale Diferențele de concentrație ionică dintre mediul intra-celular și cel extracelular sunt determinate de existența unor anioni
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
în cele două compartimente. Ca urmare a diferenței de potențial, plasmalema este încărcată electric în repaus, negativ pe fața internă și pozitiv pe cea externă. Pentru menținerea potențialului de repaus este necesară pomparea permanentă a ionilor, pentru a asigura menținerea gradientelor de concentrație, deoarece permeabilitatea ionică a membranei pentru ionii respectivi în repaus, deși extrem de mică, nu este nulă. In absența transportului activ s-ar produce în timp pierderea de K și acumularea de Na. Transportul activ al celor doi ioni
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
două “filtre” sau “bariere de permeabilitate”: m și h. In repaus bariera m este închisă, iar bariera h este deschisă. Dacă un stimul determină o depolarizare limitată a membranei se produce deschiderea barierei m și Na+ intră în celulă datorită gradientului transmembranar accentuând fenomenul de depolarizare. Această depolarizare deschide la rândul ei alte canale de Na+ voltaj-dependente și așa mai departe, trecând potențialul de membrană din domeniul valorilor negative înspre sau chiar în domeniul pozitiv. Intrarea Na+ se oprește prin închiderea
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
celulei. Inozitoltrifosfatul (IP3) este un mesager secund implicat în eliberarea calciului stocat în compartimente intracelulare (în particular la nivelul reticulului endoplasmic). Cuplându-se cu un receptor specific din membrana reticulului endoplasmic IP3 activează un canal specific de Ca++ astfel încât conform gradientului de concentrație calciul ionic acumulat în reticulul endoplasmic pătrunde în citoplasmă. Foarte frecvent ambii mesageri secunzi derivați de inozitolpolifosfat (DAG și IP3) acționează în comun declanșând și în același timp modulând diferite procese celulare (sinteza de ADH, proliferarea fibroblaștilor, cuplarea
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
în cel mai înalt grad de fosfați și fosforilare pentru toate procesele biologice. Cum în prezența calciului fosfații precipită, celulele primordiale au trebuit să-și dezvolte mecanisme de eliminare a ionilor de calciu din citoplasmă. Astfel, s-a creat un gradient de concentrație a calciului între mediul intracelular și cel extracelular, care poate fi folosit sub forma de micropulsuri de calciu, cu o dinamică foarte rapidă, pentru a se semnaliza anumite evenimente esențiale din viața celulei. Calciul liber din citoplasmă reprezintă
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]