Строение плазматической мембраны, роль ионных каналов, молекул - переносчиков, насосов, рецепторов. Виды транспорта веществ через мембрану клетки.

Состав мембраны: молекулы липидов, белков (углеводы – не более 5%).

Строение: Липиды в мембране организованы в мембранный билипидный слой. Липидный монослой состоит из молекул фосфолипидов, которые имеют гидрофильные полярные группы (т.е.«головка») и образуют с молекулами воды гидратные оболочки. Две УВ неполярные цепочки (т.е.«хвостик») фосфолипидов обоих монослоев направлены навстречу друг другу, они гидрофобны. Это позволяет сделать вывод о том, что молекула фосфолипида дифильная. Толщина мембраны – 6-10 нм. В билипиный слой встроены интегральные белки, выполняющие различные функции. На поверхности мембраны имеются периферические гликопротеины, которые обеспечивают контакт между клетками.

Функции мембран:

1) Барьерная – т.е. внутренняя среда клетки отделена от окружающей внешней среды.

2) Механическая – т.е. клетки и внутриклеточные органоиды обладают морфологической целостностью и относительной автономией.

3) Матричная – т.е. определенное взаимное расположение и ориентация белков.

4) Транспортная – т.е. через мембрану проходят как пассивное перемещение веществ по градиенту концентрации, так и активное перемещение веществ против градиента концентрации.

5) Биоэлектрогенетическая – т.е. мембрана всех клеток генерирует потенциал покоя, а на мембране всех возбудимых клеток возникает и распространяется потенциалдействия.

6) Рецепторная – т.е. восприятие действий многочисленных химических молекул с помощью специфических мембранных молекул-рецепторов.

Виды транспорта через мембрану:

1) Активный транспорт – транспорт веществ из среды с низкой концентрацией в среду с высокой концентрацией:

· Са²⁺-насос

· К⁺-Na⁺ - насос

· Протонная помпа

2) Пассивный транспорт – транспорт веществ из среды с высокой концентрацией в среду с низкой концентрацией:

· Осмос

· Облегченная диффузия

· Простая диффузия

· Фильтрация

2. Потенциал покоя и потенциал действия: их происхождение. Фазы потенциала действия.
Потенциал покоя, механизмы.
Мембранный потенциал – разность потенциалов между цитоплазмой и окружающей средой. Бывают потенциал покоя мембраны и потенциал действия мембраны.

Потенциал покоя – разность потенциалов между цитоплазмой и окружающей средой в невозбужденном состоянии. Значение потенциала покоя обозначается знаком «минус», т.к. электрический заряд внешней стороны мембраны клетки принимается за нуль. Возникновение потенциала покоя связано с неравенством концентраций ионов внутри клетки и в окружающей среде и неодинаковой проницаемостью клеточных мембран для разных ионов.

Механизмы ПП:

1) Высокая избирательная проницаемость мембраны для ионов К⁺.

2) Работа электрогенного К⁺- Na⁺-насоса: К⁺ поступает внутрь клетки (2 иона), а Na⁺ - наружу (3 иона).

3) Низкая проницаемость мембраны для внутриклеточных ионов (фосфаты, карбонаты, белки и др.).

Потенциал действия: фазы, механизмы.

Мембранный потенциал – разность потенциалов между цитоплазмой и окружающей средой. Бывают потенциал покоя мембраны и потенциал действия мембраны.

Потенциал действия – разность потенциалов между цитоплазмой и окружающей средой в возобновленном состоянии. Условие возникновения – амплитуда внешнего импульса больше некоторого порогового значения и импульс положительный. Продолжительность: 2-3 мсек.

Порог генерации ПД – некоторое критическое значение ПП, при котором может возникнуть ПД.

1 фаза – медленная деполяризация (уменьшение разности потенциалов).

Обусловлена открытием медленных Na⁺-каналов. Ионы Na⁺ по градиенту концентрации движутся в клетку.

2 фаза – быстрая деполяризация.

При достижении МП критического уровня, одномоментно в мембране открываются большое количество быстрых Na⁺-каналов (m-ворота). Na⁺ лавинообразно устремляется внутрь клетки, вызывая перезарядку мембраны – реверсия потенциала.

3 фаза – реполяризация.

Закрываются Na⁺-каналы и открываются К⁺-каналы. К⁺ устремляется из клетки наружу, возвращая МП к исходному уровню.

4 фаза – фаза следовых потенциалов.

Остаточные явления в виде следовой деполяризации, либо в виде следовой гиперполяризации.