Transport błony komórkowej fizjol. zespół mechanizmów umożliwiających bierne lub czynne przechodzenie substancji przez błonę komórkową; transport bierny — przechodzenie substancji zgodnie z gradientem stężeń; transport czynny odbywa się za pośrednictwem odpowiednich białek — nośników, w kierunku przeciwnym do aktualnie działającej siły.
transport bierny, transport cząsteczek ze stężenia większego do mniejszego, nie wymagający energii metabolicznej; t. b. zachodzący na drodze prostej dyfuzji nie wymaga obecności błonowych białek przenoszących, a szybkość przemieszczania cząsteczek jest wprost proporcjonalna do gradientu ich stężenia w poprzek błony; t. b. na drodze dyfuzji ułatwionej wymaga obecności przenoszących białek błonowych.
Transport aktywny - jest to przemieszczanie się cząsteczek wbrew gradientowi stężeń, czyli z roztworu o stężeniu mniejszym do roztworu bardziej stężonego. Transport ten odbywa się przy użyciu energii (ATP) i wymaga białek transportowych.
Dyfuzja prosta to swobodne przenikanie substancji przez błonę, w którym wykorzystywana jest naturalna dążność cząsteczek do wyrównania stężeń. Odbywa się zawsze w kierunku od wyższego stężenia do niższego ( zgodnie z gradientem stężeń ). Dotyczy cząsteczek na tyle małych, że mogą zmieścić się w porach pomiędzy cząsteczkami lipidów ( np. tlen, dwutlenek węgla ) lub cząsteczek rozpuszczalnych w tłuszczach.
Dyfuzja wspomagana dotyczy cząsteczek większych, które nie mieszczą się w porach błony komórkowej, np. glukozy czy aminokwasów. Do przejścia na drugą stronę wykorzystują one odpowiednie białka transportowe. Kierunek transportu jest zgodny z gradientem stężeń, więc proces ten nie wymaga nakładu energii.
Kanały błonowe ten rodzaj transportu odbywa się z udziałem małych cząsteczek, nie mogących przenikać swobodnie poprzez część lipidową błony. Błonowe kanały są białkami, które przechodzą z jednej strony błony na drugą. Kanały błonowe dostępne są dla naładowanych lub polarnych cząsteczek. Jony albo cząsteczki, dla których nieprzepuszczalna jest lipidowa część błony są w stanie swobodnie poruszać się poprzez kanał. Białka stanowiące kanały charakteryzują się cechami następującymi: są swoiste jedynie wobec jednego spośród jonów; nie przepuszczają każdego z nich; dostęp do kanałów podlega regulacji (komórka może je otwierać i zamykać, co uzależnione jest od jej potrzeb). Przenośnikowe białka (przenośniki) są białkami zanurzonymi w lipidach komórkowej błony. Przenośniki ulegają połączeniu z cząsteczką transportowaną znajdująca się po jednej ze stron błony, przenoszą cząsteczkę na stronę drugą, gdzie ją uwalniają.
Potencjał spoczynkowy to różnica potencjału pomiędzy wewnętrzną a zewnętrzną powierzchnią błony komórkowej. Różnica mierzona za pomocą mikroelektrod wynosi około -70 mV. Potencjał spoczynkowy występuje w komórkach o spolaryzowanej błonie komórkowej (na zewnątrz zgromadzone ładunki dodatnie, a wewnątrz ładunki ujemne dzięki działaniu pompy jonowej)
Depolaryzacja - zmniejszenie elektroujemnego potencjału elektrycznego błony komórkowej spowodowane napływem przez kanały jonowe w błonie komórkowej jonów sodu do cytoplazmy komórki (potencjał zmienia się średnio od -80 mV do +10 mV). Prowadzi do pobudzenia komórki nerwowej lub mięśniowej. istotny jest w tym procesie ruch jonów sodu z zewnątrz do wnętrza komórki, a jonów potasu w przeciwnym kierunku.
Pompa sodowo-potasowa to pompa jonowa - aktywny mechanizm utrzymujący duże stężenie jonów potasu i małe jonów sodu wewnątrz komórki. Pompa jonowa transportuje wbrew gradientowi stężeń na zewnątrz jony sodu, a do wewnątrz jony potasu, wykorzystując do tego procesu energię z ATP. Ponieważ wewnątrz komórki nagromadzone są aniony organiczne, transport taki powoduje, że błona komórkowa jest spolaryzowana. Dzięki polaryzacji błony komórkowej takie komórki jak nerwowe, mięśniowe, czy pierwotniaki mogą reagować na bodźce. Po zadziałaniu bodźca pompa jonowa przestaje pracować i wzrasta przepuszczalność błony komórkowej dla jonów wskutek otwierania się kanałów jonowych. Następuje depolaryzacja błony komórkowej. Pompa jonowa podejmuje szybko swą działalność i ponownie transportuje jony sodu na zewnątrz, a potasu do wewnątrz, co spowoduje kolejną polaryzację błony komórkowej. potencjał iglicowy, potencjał spoczynkowy.
Potencjał błonowy - to różnica potencjałów elektrycznych czyli napięcie elektryczne między wnętrzem i zewnętrzem przestrzeni oddzielonej błoną lipidową. Potencjał błonowy jest istotny dla przebiegu transbłonowych procesów metabolicznych. Kiedy zanika, to zanika też wrażliwość żywego układu i najczęściej jest to tożsame ze śmiercią. Napięcie jest wytwarzane katabolicznie pompą sodowo-potasową, anabolicznie foto- lub chemo syntetycznym transportem elektronów oraz innymi mniej typowymi procesami. Potencjał błonowy może się cyklicznie zmieniać lub być niemal stały. Na poziomie cząsteczkowym jest to proces dynamiczny i jako proces zmniejszający entropię entrenergo ujemny, do jego wytworzenia konieczna jest energia.
Homeostaza - jest to zespół mechanizmów zapewniających stałość pewnego dynamicznego układu.
W naukach biologicznych homeostaza określa stałość określonych parametrów środowiska wewnętrznego organizmu. Homeostaza jest niezbędnym warunkiem zdrowia (prawidłowego funkcjonowania) organizmu, a co za tym idzie wiele chorób u swego podłoża ma zaburzenie mechanizmów homeostazy. Mechanizmy homeostazy działają ciągle, na wielu poziomach:
• śródkomórkowym (w cytoplazmie danej komórki) • tkankowym (w danej tkance np. tkance nerwowej) • układów (w zakresie danego układu np. krwionośnego ). Do najważniejszych parametrów, homeostatyczne należą: • temperatura ciała (u organizmów stałocieplnych) • pH krwi i płynów ustrojowych • ciśnienie osmotyczne • objętość płynów ustrojowych (stan nawodnienia organizmu) • stężenie związków chemicznych w płynach ustrojowych (np. glukozy w osoczu) • ciśnienie tętnicze krwi • ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla we krwi. Do mechanizmów homeostatycznych należą: • wegetatywny układ nerwowy • układ hormonalny• układy tkankowe. Głównym koordynatorem całego procesu jest niewielki obszar międzymózgowia znany jako podwzgórze.
Pobudliwość jest zdolnością komórki do odpowiedzi na bodziec. Tkanki zbudowane z komórek pobudliwych, mające zdolność do szybkiej reakcji na bodźce, nazywamy tkankami pobudliwymi. Zaliczamy do nich tkankę mózgową i nerwy zbudowane z komórek nerwowych, oraz tkankę mięśniową gładką, poprzecznie prążkowaną oraz sercową zbudowaną z komórek mięśniowych. Bodźce np. w postaci krążących w przestrzeni zewnątrzkomórkowej substancji chemicznych mają zdolność wiązania się ze specyficznymi dla siebie receptorami. To połączenie może skutkować: otwarciem kanałów jonowych, co umożliwia przepływ odpowiednich jonów przez błonę komórkową; aktywacją enzymów znajdujących się w błonie komórkowej. Odpowiedź na bodziec w postaci w/w zmian właściwości błony komórkowej zachodzi bardzo szybko- w ułamku sekundy. Natomiast następujące po niej zmiany w metabolizmie komórki zachodzą znacznie wolniej.
Pobudzeniem określa się zmianę we właściwościach błony komórkowej lub metabolizmu komórki, która jest wynikiem zadziałania na komórkę czynników zewnętrznych -bodźców. Największą grupę bodźców stanowią różnego rodzaju substancje chemiczne. W organizmie istnieją również zgrupowania komórek pełniące funkcję narządów odbiorczych- receptorów, które mają zdolność reagowania na bodźce fizyczne, takie jak ciepło czy energia mechaniczna. Zarówno bodziec fizyczny jak i chemiczny o odpowiednio dużym natężeniu, może wywołać pobudzenie komórki. Bodziec fizjologiczny to taki bodziec, który wywołuje całkowicie odwracalne pobudzenie komórki, nie powodując przy tym jej uszkodzenia.
Złącze nerwowo mięśniowe Mięśnie kurczą się, pobudzana przez sygnały (impulsy) napływające z nerwów ruchowych. Sygnały biegną z mózgowia do poszczególnych włókien nerwowych. Przenoszą je komórki nerwowe zwane neuronami ruchowymi. Miejsce, w którym neuron ruchowy styka się z włóknem mięśniowym, to złącze nerwowo - mięśniowe. Sygnały, przechodząc przez to złącze, powodują skurcz i skracanie się włókna mięśniowego. Każde włókno mięśniowe ma jedno złącze nerwowo - mięśniowe leżące w połowie jego długości. Natomiast każdy nerw ruchowy rozgałęzia się wielokrotnie i może tworzyć złącza z wieloma włóknami mięśniowymi.
Synapsa miejsce przekazywania impulsu nerwowego z jednego neuronu na drugi lub na narząd wykonawczy (gruczoł, mięsień). Po dotarciu fali depolaryzacji do kolbki presynaptycznej dochodzi do wydzielenia mediatora (acetylocholina, noradrenalina, dopamina) z pęcherzyków synaptycznych do szczeliny synaptycznej. Mediator łączy się z receptorami błony postsynaptycznej, co powoduje powstanie potencjału czynnościowego - depolaryzację błony. W ten sposób działa synapsa chemiczna, która przewodzi impulsy jednokierunkowo. Natomiast w synapsach elektrycznych błony presynaptyczna i postsynaptyczna są ułożone bardzo blisko siebie i impuls elektryczny przeskakuje z jednej błony na drugą, wywołując depolaryzację. Impuls może być przewodzony w obydwie strony (w przeciwieństwie do synapsy chemicznej).