Функции биологических мембран. 
Ионы каналов мембран.
 
Абзулинова Дария
240 ОМ
Биологическая мембрана 
 
- ультратонкая бимолекулярная пленка 
фосфолипидов, инкрустированная белками 
и полисахаридами. Эта клеточная структура 
лежит в основе барьерных, механических 
и матричных свойств живого организма.
    - Основу составляет липидный бислой, где гидрофильные головки обращены к воде внутри и снаружи клетки, а гидрофобные хвосты из жирных кислот как бы выталкиваются из воды и сливаются между собой  внутри мембраны 
В зависимости от прочности связи с мембраной 
различают периферические и интегральные 
белки. 
 
    - Интегральные белки располагаются между липидами монослоя или пронизывают весь бислой, часто возвышаясь над поверхностью мембраны. 
- Периферические белки связаны с мембранами электростатическими и водородными связями и часто взаимодействуют таким образом с интегральными белками 
Функции биологических мембран
 
    -  Пограничная функция. Мембрана отграничивает 
    цитоплазму от межклеточной жидкости, 
    а большинство внутриклеточных структур: 
    митохондрии, ядро, эндоплазматическую 
    сеть – от цитоплазмы.                       
    - Биотрансформирующая функция. Любое 
    вещество, проходя через мембрану, вступает 
    с ней в сложное взаимодействие и претерпевает 
    ряд биохимических превращений. В результате биотрансформации лекарственное вещество, как правило, переходит в форму, легко усвояемую клеткой.
    - Транспортная 
    функция. Перенос веществ через биологические мембраны связан с процессами метаболизма, поддержанием постоянства внутренней среды клетки, возбуждением и проведением нервного импульса. Существует два основных типа переноса: пассивный (фильтрация, диффузия, облегченная диффузия, осмос) и активный (работа мембранных белковых «насосов»)
Пассивный транспорт. 
 
    - Фильтрация. Осуществляется через 
    мембранные белковые каналы – поры, зависит 
    от разности давлений снаружи и внутри 
    клетки и проницаемости мембраны для жидкости 
    и низкомолекулярных веществ. Диаметр 
    пор чрезвычайно мал, поэтому фильтруются 
    только низкомолекулярные вещества, вода 
    и некоторые ионы. 
- Диффузия 
    - пассивное передвижение молекул или ионов по градиенту концентрации (из области высокой концентрации в область низкой). 
- Осмос представляет собой частный случай диффузии 
    растворителя через полупроницаемую мембрану, 
    не пропускающую растворенные вещества. 
Пассивный транспорт 
не требует затрат энергии. 
 
Активный транспорт. 
 
    - Это универсальный для 
    всех видов мембран перенос веществ против 
    концентрационных или электрохимических 
    градиентов (из области низкой концентрации 
    в область высокой). При помощи активного 
    транспорта переносятся гидрофильные 
    полимерные молекулы, неорганические 
    ионы (Na, Ca, K) , водород, сахара, аминокислоты, витамины, гормоны и лекарственные вещества. 
Активный транспорт 
осуществляется с обязательной затратой 
энергии
    -  Образование межклеточных контактов. 
-  Генерация биоэлектрических 
    потенциалов. В ходе эволюции у железистого эпителия, 
    мышечной и нервной тканей появилось свойство 
    возбудимости – способность реагировать 
    на воздействие окружающей среды возбуждением. 
    Внешним проявлением возбуждения является 
    возникновение биоэлектрического потенциала. 
 
    - Рецепторная. Выполняют роль рецепторов (получение и преобразование 
    сит-налов из окружающей среды, узнавание веществ клеток и т. д.). 
- Каталитическая. Являются катализаторами (обеспечение примембранных химических процессов). 
- Энергетическая. Участвуют в преобразовании 
    энергии. 
 
Ионные каналы (ИК) 
 
    - - это мембранные молекулярные 
    структуры, образованные интегральными 
    (трансмембранными) белками, пронизывающими 
    клеточную мембрану поперёк в виде нескольких 
    петель и образующими в мембране сквозной 
    канал (пору). 
 
    - Они обеспечивают обмен 
    клетки с окружающей средой веществом, энергией 
    и информацией, с них начинаются и ими 
    поддерживаются процессы возбуждения 
    и торможения в нервной системе и мышцах, 
    именно они (вместе и другими молекулярными 
    рецепторами) обеспечивают восприятие 
    клеткой внешних сигналов. С помощью ИК 
    происходит передача в клетку управляющих 
    сигналов из окружающей её среды. 
    - В мембранах нервной клетки 
    имеются каналы, проницаемые для ионов Na+, К+, Са2+ и Cl-. Эти каналы чаще всего находятся в закрытом состоянии и открываются лишь на короткое время.
- Известно более 
    50 видов каналов, причем каждая нервная 
    клетка имеет более 5 видов каналов.
- Каналы заполнены 
    жидкостью, их диаметр 0,3—0,8 нм. 
 
Функциональная классификация 
ионных каналов  
 
    - По селективности (степени избирательной проницаемости к определённым ионам). натриевые, калиевые, 
    хлорные каналы и т.п.
- По способу 
    управления их состоянием.
неуправляемые 
потенциал-управляемые 
хемо-управляемые
стимул-управляемые
Потенциал покоя
 
Внутри клетки - "отрицательность", 
а снаружи - "положительность".
1. Поведение мембраны
1) Обмен внутренних ионов натрия на наружные 
ионы калия. 
2) Открытые калиевые ионные каналы.. 
3) Закрытые 
натриевые ионные каналы. 
2. Поведение ионов калия и натрия
1) Через ионные насосы-обменники калий 
затаскивается в клетку, а натрий выводится 
из клетки.
2) Через постоянно открытые калиевые каналы калий выходит из клетки, но может и возвращаться в неё обратно через них же.
3) Натрий "хочет" войти в клетку, но "не может", т.к. каналы для него закрыты.
3. Соотношение химической и электрической силы
1) Химическая сила 
выталкивает калий из клетки, но стремится 
затянуть в неё натрий.
2) Электрическая сила 
стремится затянуть в клетку положительно 
заряженные ионы (как натрий, так и калий).
 
 
"Клетка любит калий!" 
 
    - Мембранный потенциал 
    покоя образуется за счёт двух процессов:
1. Работа калий-натриевого 
насоса мембраны.
2. Утечка ионов 
калия из клетки.
 
Потенциал Действия
 
    - открытие мембранных натриевых каналов
 
    - вход натрия в клетку и вызывает деполяризацию
 
 
    - обрывает движение 
    ионов натрия внутрь клетки
 
    - обрывает нарастание 
    электрического потенциала
 
    - Рост потенциала 
    прекращается
Потенциал действия
    - Плазмалемма это…
- Основу мембран составляет…
- В биологической мембране различают 
    белки…
- Назовите основные функции биологической 
    мембраны
- Диффузия это …
- Ионные каналы это…
- В каком состоянии натриевый 
    канал закрыт
- В каком состоянии калиевый 
    канал открыт
- Открытие натриевых каналов 
    ведет к…
- Сущность потенциала покоя
- Реполяризация это….  
 
 
 
 
,,,,
 
Б=П
С=З
 
Д=М
Я=Е
 
 
М2 + А