1,762 matches
-
și mediu. Substanțele lipofile difuzează ușor prin bistratul fosfolipidic, iar cele hidrofile utilizează diverse căi hidrofile. In sensul scăderii ratei de transfer și al creșterii selectivității, precum și pe baza diferențelor structurale, căile hidrofile pot fi clasificate în pori, canale și transportori. Porii și canalele sunt structuri proteice care delimitează căi apoase transmembranare. Canalele prezintă bariere de permeabilitate și de selectivitate, unele din ele operate chimic sau electric. Difuziunea transmembranară pe căi preferențiale specifice se numește facilitată, în opoziție cu difuziunea simplă
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
osmoza. Osmolaritatea este numărul total de particule ale substanțelor solvite (se aplică coeficienți de disociere și de activitate DebyeHuckel) raportat la numărul lui Avogadro și la volumul soluției (sau la masa de solvent în cazul exprimării ca osmolalitate). In cazul transportorilor transferul de substanță presupune legarea acesteia de proteina transportoare pe o față a membranei, o anume modificare conformațională a acesteia (flip flop, ping-pong, situsuri succesive de legare), și eliberarea substanței transportate pe cealaltă față a membranei. După numărul de specii
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
solvite (se aplică coeficienți de disociere și de activitate DebyeHuckel) raportat la numărul lui Avogadro și la volumul soluției (sau la masa de solvent în cazul exprimării ca osmolalitate). In cazul transportorilor transferul de substanță presupune legarea acesteia de proteina transportoare pe o față a membranei, o anume modificare conformațională a acesteia (flip flop, ping-pong, situsuri succesive de legare), și eliberarea substanței transportate pe cealaltă față a membranei. După numărul de specii moleculare transferate pentru un ciclu transportor, există uniport și
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
acesteia de proteina transportoare pe o față a membranei, o anume modificare conformațională a acesteia (flip flop, ping-pong, situsuri succesive de legare), și eliberarea substanței transportate pe cealaltă față a membranei. După numărul de specii moleculare transferate pentru un ciclu transportor, există uniport și cotransport. Acesta din urmă se numește sinport dacă transferul este în același sens pentru două sau mai multe substanțe diferite și antiport dacă sensul transferului pentru una din substanțe este opus față de o alta. Transportul activ se
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
Acesta din urmă se numește sinport dacă transferul este în același sens pentru două sau mai multe substanțe diferite și antiport dacă sensul transferului pentru una din substanțe este opus față de o alta. Transportul activ se realizează evident numai de către transportori proteici și poate fi primar sau secundar, după cum proteina transportoare prezintă sau nu activitate ATP azică proprie. Transportul activ secundar este întotdeauna cotransport, una din substanțe fiind transportată activ pe baza gradientului pentru o alta. Consumul de energie este indirect
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
același sens pentru două sau mai multe substanțe diferite și antiport dacă sensul transferului pentru una din substanțe este opus față de o alta. Transportul activ se realizează evident numai de către transportori proteici și poate fi primar sau secundar, după cum proteina transportoare prezintă sau nu activitate ATP azică proprie. Transportul activ secundar este întotdeauna cotransport, una din substanțe fiind transportată activ pe baza gradientului pentru o alta. Consumul de energie este indirect, realizându-se la nivelul unui transportor activ primar ce menține
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
sau secundar, după cum proteina transportoare prezintă sau nu activitate ATP azică proprie. Transportul activ secundar este întotdeauna cotransport, una din substanțe fiind transportată activ pe baza gradientului pentru o alta. Consumul de energie este indirect, realizându-se la nivelul unui transportor activ primar ce menține gradientul menționat, necesar pentru funcționarea celui secundar. 5.4. Difuziunea prin membrane Toate moleculele dintr-un mediu fluid (lichid sau gazos) sunt într-o continuă mișcare aleatorie (agitație termodinamică), cu atât mai intensă cu cât temperatura
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
capacitate limitată de transport. Ca urmare curba ratei de difuzie facilitată suferă un fenomen de saturare, similar cu procesele catalizate enzimatic. Se descriu procese de difuziune facilitată pentru diverse substanțe (glucoză, glicerol, aminoacizi, uree, diverși anioni, etc.), toate utilizând proteine transportoare, astfel că mecanismul și caracterele difuziei facilitate sunt descrise separat (vezi cap. 5.7.). 5.5. Osmoza Așa cum am precizat mai sus (vezi cap. 5.2.), difuziunea apei prin membrane se numește osmoză. Tot acolo am definit toți termenii importanți
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
mecanismelor osmoreglatoare, în hipotalamus sunt prezenți neuroni ce funcționează ca osmoreceptori specializați. 5.6. Canale ionice membranare Așa cum am arătat mai sus (cap. 5.3.), canalele ionice sunt căi transmembranare preferențiale pentru substanțe 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 necesită un ciclu de modificări
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 necesită un ciclu de modificări conformaționale pentru transferul unui ion sau al unei molecule. Canalele ionice pot fi foarte selective, specializate pentru o singură specie ionică, sau mai puțin selective (fiind oricum diferite după semnul sarcinii electrice
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
canalelor din patch, dar de data aceasta în absența vreunei legături cu celula și în condițiile în care fața internă a membranei vine în contact cu soluția externă, a cărei compoziție poate fi ușor și riguros manipulată. Ionoforii Ionoforii sunt transportori de proveniență exogenă (artificiali) <footenoteid="15">Nu au fost identificați ionofori membranari naturali la om </footenote> care măresc permeabilitatea membranară pentru anumiți ioni, prin mecanisme diverse. Valinomicina este ionofor de potasiu, gramicidina de sodiu, iar compusul A23187 un cunoscut ionofor
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
mare pentru anumiți ioni, prin transconformare după ce au fixat ionul funcționează ca o navetă transmembranară sau se pot asocia în vederea realizării unor adevărate punți hidrofile transmembranare facilitând difuzia substanței. Rata de transport la nivelul unei celule a acestor sisteme de transportori depinde de constanta de afinitate a lor pentru substanța transportată și de densitatea acestora în membrana celulară. 5.6.1. Canale voltaj-dependente Ansamblul funcțional al canalelor ionice din membrana unei celule este responsabil de variațiile de potențial transmembranar și de
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
curgere lentă (leaky) și asigură fenomene de rectificare. Canalele de potasiu deschise de cuante de lumină (canalorodopsina) sunt prezente la diverse organisme unicelulare fotosensibile. Canalele cationice mecanosensibile se deschid sub influența tensionării, presiunii, stresului de forfecare, deplasare, vibrații. 5.7. Transportori moleculari transmembranari Moleculele hidrofile mai mari (glucoză, aminoacizi) nu pot trece prin canale, deoarece agregarea unor subunități suficient de multe pentru a crea un canal pentru astfel de molecule ar produce pori foarte mari, cărora nu lear putea fi asigurată
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
legate de substanțele hidrofile respective: dimensiunea 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 specifici pentru substanțele pe care le transportă. Ca urmare, activitatea lor poate fi modelată folosind kinetica enzimatică. Eficiența transportului este mai mare pentru difuziunea
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
cu enzimele ca mecanism biochimic de funcționare, deoarece se leagă de substrat și sunt specifici pentru substanțele pe care le transportă. Ca urmare, activitatea lor poate fi modelată folosind kinetica enzimatică. Eficiența transportului este mai mare pentru difuziunea facilitată de transportori decât în cazul difuziunii simple, dar suferă un efect de saturare, adică tinde către un maxim de transport, care este determinat de numărul limitat de molecule de proteină transportor prezente și de durata ciclului de transport. Așadar un transportor poate
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
kinetica enzimatică. Eficiența transportului este mai mare pentru difuziunea facilitată de transportori decât în cazul difuziunii simple, dar suferă un efect de saturare, adică tinde către un maxim de transport, care este determinat de numărul limitat de molecule de proteină transportor prezente și de durata ciclului de transport. Așadar un transportor poate fi definit operațional ca o proteină membranară care leagă molecula/ionul de o parte a membranei, apoi își schimbă conformația spațială și expune molecula/ionul de cealaltă parte a
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
de transportori decât în cazul difuziunii simple, dar suferă un efect de saturare, adică tinde către un maxim de transport, care este determinat de numărul limitat de molecule de proteină transportor prezente și de durata ciclului de transport. Așadar un transportor poate fi definit operațional ca o proteină membranară care leagă molecula/ionul de o parte a membranei, apoi își schimbă conformația spațială și expune molecula/ionul de cealaltă parte a membranei, legătura respectivă se desface și proteina revine la conformația
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
spațială și expune molecula/ionul de cealaltă parte a membranei, legătura respectivă se desface și proteina revine la conformația inițială. Uneori acest lucru este posibil pentru că se realizează practic o cavitate hidrofilă mărginită 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
părți din energia totală a sistemului”. Dacă energia consumată nu este regenerată, transportul se oprește în momentul în care energia sistemului este diminuată până la punctul de echilibru termodinamic. Așa cum 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
primar realizează și mențin 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 transportoare reprezintă o etapă obligatorie. Acest transportor proteic prezintă o serie de proprietăți particulare cum ar fi specificitatea chimică și saturația situsurilor de legare pentru substanța de transportat. Specificitatea chimică îi permite proteinei transportoare să realizeze transportul numai pentru o anumită
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 transportoare reprezintă o etapă obligatorie. Acest transportor proteic prezintă o serie de proprietăți particulare cum ar fi specificitatea chimică și saturația situsurilor de legare pentru substanța de transportat. Specificitatea chimică îi permite proteinei transportoare să realizeze transportul numai pentru o anumită substanță, iar saturația situsurilor de legare
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
secundar, legarea solvitului de transportat de proteina transportoare reprezintă o etapă obligatorie. Acest transportor proteic prezintă o serie de proprietăți particulare cum ar fi specificitatea chimică și saturația situsurilor de legare pentru substanța de transportat. Specificitatea chimică îi permite proteinei transportoare să realizeze transportul numai pentru o anumită substanță, iar saturația situsurilor de legare, precum și durata ciclului de reacție, îi plafonează viteza maximă de transport. Proteina din cadrul sistemului de transport activ secundar mai are și un situs de legare a unui
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]