12 transport przez błony bmp

Streszczenie

• Dwuwarstwa lipidowa Won komórkowych jest zasadniczo nieprzepuszczalna dla większości cząsteczek rozpuszczalnych w wodzie i dla wszystkich jonów. Przenoszenie substancji odżywczych, metabolitów i jonów poprzez błonę komórkową i błony wewnątrzkomórkowe jest dokonywane przez błonowe białka transportujące.

• Błony komórki zawierają duży zestaw białek transportujących, z któiych każde jest odpowiedzialne za przenoszenie przez błonę określonego typu substancji rozpuszczonych. Wyróżnia się dwie klasy błonowych białek transportujących — białka przenośników¹ i białka kanałów.

• Gradient elektrochemiczny jest wypadkową siłą napędzającą przemieszczanie jonów złożoną z gradientu stężeń tego jonu i z pola elektrycznego.

• W transporcie biernym nie naładowana cząsteczka rozpuszczalna w wodzie przemieszcza się spontanicznie zgodnie z gradientem jej stężeń, a cząsteczka naładowana (jon) przemieszcza się spontanicznie zgodnie z jej gradientem elektrochemicznym. W transporcie aktywnym nie naładowana cząsteczka lub jon są transportowane procesem wymagającym dopływu energii wbrew ich gradientowi stężeń lub gradientowi elektrochemicznemu.

• Większość białek tworzących kanały jest selektywnymi kanałami jonowymi, które pozwalają na przejście nieorganicznych jonów o określonej wielkości i ładunku w poprzek błony zgodnie z ich gradientami elektrochemicznymi. Transport przez kanały jonowe jest przy'najmniej tysiąc razy' szybszy' niż przez jakikolwiek znany' przenośnik.

• Większość kanałów jonowych jest bramkowana i otwiera się na krótko w odpowiedzi na specyficzny' bodziec, taki jak zmiana wartości potencjału błonowego (kanały bramkowane potencjałem) lub związanie liganda (kanały bramkowane ligandem).

• Kanały jonowe nawet po otwarciu przez specyficzny' dla nich bodziec nie pozostają otwarte przez dłuższy czas: oscylują one w sposób przypadkowy między' konformacją otwartą i zamkniętą. Bodziec aktywujący' zwiększa proporcję czasu, w którymi kanał pozostaje w stanie otwartym.

• Wartość potencjału błonowego jest zdeterminowana przez nierównomierne rozmieszczenie ładunku elektrycznego po obu stronach błony komórkowej i zmienia się, gdy' jony przepływają przez otwarte kanały. W większości komórek zwierząt selektywne wobec K⁺ kanały' spoczynkowe utrzymują ujemny' spoczynkowy potencjał błonowy przy' wartości ujemnej, zbliżony do wartości, przy' której siła napędowa do przemieszczania K¹ w poprzek błony'jest bliska zeru.

• Neurony' przewodzą sygnały w formie potencjałów czynnościowych, które wędrują bez słabnięcia wzdłuż aksonu na dalekie odległości. Potencjały czynnościowe są zazwyczaj wynikiem działania bramkowanych napięciem kanałów Na¹, które otwierają się w odpowiedzi na depolaryzację błony komórkowej.

• Bramkowane napięciem kanały Ca^;+ w zakończeniach nerwowych sprzęgają sygnały elektryczne z uwolnieniem przekaźników nerwowych w synapsie. Kanały jonowe bramkowane przekaźnikami nerwowy mi zamieniają w postsynaptycznej komórce docelowej to chemiczne sygnały z powrotem w sygnały elektryczne.

• Pobudzające przekaźniki nerwowe otwierają bramkowane przekaźnikiem kanały' przepuszczalne dla Na⁺ i przez to powodują depolaryzację postsynaptycznej błony komórkowej postępującą w kierunku potencjału progowego dla powstania potencjału czynnościowego. Hamujące przekaźniki nerwowe otwierają bramkowane przekaźnikiem kanały Cl

i utrzymując wysoką wartość potencjału błonowego komórki postsynaptycznej utrudniają wytworzenie potencjału czynnościowego.

Białka przenośników wiążą specyficzne rozpuszczone cząsteczki (jony nieorganiczne, małe cząsteczki orga-niczne lub oba te typy razem) i przenosząje poprzez dwuwaistwę lipidową w ten sposób, że ulegają zmianom konformacyjnym powodującym, iż miejsce wiążące przenoszoną substancję jest otwarte najpierw po jednej stronie błony, a następnie po drugiej.

• Przenośniki mogą działać jak pompy, transportują: rozpuszczone substancje wbrew ich gradientowi elektrochemicznemu, używają: do tego energii dostarczonej przez hydrolizę ATP, przez zgodny z gradientem przepływ jonów Na⁺ lub H^ł albo przez światło.

• Pompa Na¹-K¹ w błonie komórkowej komórek zwierząt jest ATPazą, która aktywnie wyprowadza z komórki Na¹, a wprowadza do niej K‘ utrzymując w ten sposób w poprzek błony komórkowej stromy gradient Na⁴, używany do zasilania innych proce-sćw aktywnego transportu i do przewodzenia sygnałów elektrycznych.

• Białka kanałów tworzą pory' wodne poprzez dwu-warstwę lipidową, przez które mogą dyfundować rozpuszczone substancje. O ile transport prowadzony' przez przenośniki może być czynny lub bierny', o tyle transport przez kanały jest zawsze bierny.