Đang tải... (xem toàn văn)
Sự vận chuyển các chất qua màng bào tương
Sự vận chuyển chất qua màng bào tương - Sự vận chuyển qua màng thực thông qua hình thức chính: (1)ì vận chuyển thụ động (passive transport), không tiêu tốn lượng, (2) vận chuyển chủ động (active transport), cần tiêu tốn lượng (3) hình thức vận chuyển túi (vesicular transport) 3.1 Các hình thức vận chuyển thụ động 3.1.1 Khuếch tán đơn giản (simple diffusion) - Khuếch tán đơn giản hình thức khuếch tán phân tử vật chất vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp khơng tiêu tốn lượng - Sự khác biệt nồng độ chất bên màng bào tương tạo nên gradient nồng độ Sự khác biệt làm cho phần tử chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp đạt tới cân động hai bên màng m khụng ũi hi phi cung cp nng lng Hỗnh 4: Sæ khuãch tan qua mang bao tæång a: khuãch tan qua låp lipid kep; b: khuãch tan qua kãnh 1: dëch ngoai bao; 2: mang bao tæång; 3: bao tæång; 4: låp phospholipid kep; 5:H20, O2, CO2, N2, cac steroid, cac vitamintan må, glycerol, ræåu, ammonia; 6: kãnh; 7: lä; 8: protein xuyãn mang - Sau đạt cân bằng, khuếch tán phân tử tiếp tục trì nhiên nồng độ chúng hai bên màng không thay đổi - Hiện tượng phụ thuộc vào động (kinetic energy) phần tử nên khuếch tán xảy nhanh (1) nhiệt độ tăng, (2) gradient nồng độ lớn (3) vật thể có kích thước nhỏ - Các phân tử tan lipid oxygen, doxide carbon, nitrogen, steroid, vitamin tan lipid A, D, E K, glycerol, rượu ammonia đễ dàng qua lớp phospholipid kép bào tương theo màng phía hình thức (hình 4) Tốc độ khuếch tán chúng tỷ lệ thuận vào khả tan lipid phân tử - Các phần tử có kích thước nhỏ khơng tan lipid khuếch tán qua màng theo hình thức thơng qua kênh (hình 4), ion natri (Na+), ion kali (K+), ion calci (Ca2+), ion clo (Cl-), ion bicarbonate (HCO3-) urê Tốc độ khuếch tán chúng tỷ lệ thuận với kích thước phân tử, hình dạng điện tích phần tử - Nước dễ dàng qua lớp phospholipid kép mà khuếch tán qua kênh 3.1.2 Hiện tượng thẩm thấu (hình 4)(osmosis) - Hiện tượng thẩm thấu tượng vận chuyển thụ động phân tử nước từ nơi có nồng độ nước cao (có nồng độ chất hịa tan thấp) tới nơi có nồng độ nước thấp (có nồng độ chất hịa tan cao) Một dung dịch có nồng độ chất hịa tan cao áp lực thẩm thấu lớn ngược lại - Gradient áp lực thẩm thấu hình thành hai bên màng có mặt chất hồ tan với nồng độ khác bên - Dưới tác động áp lực thẩm thấu nước di chuyển từ nơi có áp lực thẩm thấu thấp đến nơi có áp lực thẩm thấu cao để đạt đến cân áp lực thấm thấu - Bình thường áp lực thẩm thấu tế bào cân với áp lực thẩm thấu dịch ngoại bào nhờ thể tích tế bào trì định cách tương đối, áïp lực thẩm thấu huyết tương lại cao so với dịch kẻ bao quanh thành mao mạch, khác biệt làm nước di chuyển từ phía mơ kẻ lịng mao mạch Các tình làm giảm áp lực thẩm thấu huyết tương làm ứ trệ nước dịch kẻ dịch ngoại bào 3.1.3 Hiện tượng khuếch tán qua trung gian (facilitated diffusion) - Hiện tượng khuếch tán qua trung gian (hình 5) tượng khuếch tán chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp nhờ vai trị trung gian protein đóng vai trò chất vận chuyển màng bào tương Tốc độ kiểu khuếch tán phụ thuộc vào khác biệt nồng độ chất vận chuyển hai bên màng số lượng chất vận chuyển đặc hiệu - Trong thể ion, urê, glucose, fructose, galactose số vitamin khơng có khả tan lipid để qua lớp phospholipid kép màng di chuyển qua màng theo hình thức - Ví dụ: Glucose chất quan trọng hoạt động sống tế bào vận chuyển vào theo hình thức khuếch tán qua trung gian để vào tế bào, trình diễn theo bước trình tự sau: Hỗnh 5: Sổ khuóch tan qua trung gian 1: dởch ngoai bao; 2: mang bao tæång; 3: bao tæång; 4: protein xuyãn mang; 5: gradient näng âä + Glucose gắn vào chất vận chuyển đặc hiệu phía bên ngồi màng, chất vận chuyển khác tùy theo loại tế bào + Chất vận chuyển thay đổi hình dạng + Glucose qua màng giải phóng vào tế bào, enzyme kinase gắn nhóm phosphat vào phân tử glucose để tạo thành glucose 6-phosphate Phản ứng giúp trì nồng độ glucose tế bào luôn mức thấp tạo điều kiện cho glucose luôn vận chuyển vào bên 3.2 Các hình thức vận chuyển chủ động - Hình thức vận chuyển chủ động hình thức vận chuyển tiêu tốn lượng ATP nhằm đưa chất ngược lại chiều gradient nồng độ chúngü - Hình thức vận chuyển thực qua vai trịì protein xun màng đặc hiệu đóng vai trò bơm hoạt động nhờ ATP để đẩy ion Na+, K+, H+, Ca2+, I-, Cl- phân tử nhỏ acid amin, monosaccharide ngược lại chiều gradient nồng độ chúng - Hình thức vận chuyển chia làm hai loại (1) vận chuyển chủ động nguyên phát (2) vận chuyển chủ động thứ phát tùy theo lượng ATP sử dụng trực tiếp hay gián tiếp qúa trình vận chuyển chất 3.2.1 Vận chuyển chủ động nguyên phát (primary active transport) - Vận chuyển chủ động ngun phát hình thức vận chuyển lượng từ ATP sử dụng trực tiếp để "bơm" chất qua màng theo chiều ngược với chiều gradient nồng độ - Tế bào sử dụng lượng thay đổi hình dạng protein vận chuyển màng bào tương để qua thực việc vận chuyển Khoảng 40% ATP tế bào phục v cho mc ớch ny Hỗnh 6: Hoat õọng cua Båm natri - kali - Bơm natri (hình 6) ví dụ điển hình cho hình thức vận chuyển nguyên phát: + Qua hoạt động bơm natri, ion natri (Na+) "bơm" khỏi tế bào (nơi có nồng độ ion natri cao hơn) ion kali (K+) "bơm" vào tế bào (nơi có nồng độ ion kali cao hơn) + Bằng cách bơm natri trì nồng độ ổn định ion natri kali tế bào, điều quan trọng cho hoạt động sống tế bào + Tất tế bào có bơm natri, micro mét vng màng bào tương có tới hàng trăm bơm chúng phải hoạt động liên tục để trì ổn định ion Na+ K+ ion Na+ K+ liên tục khuếch tán qua màng thông qua kênh làm phá vỡ trạng thái ổn định ion + Bơm natri gọi bơm Na+/K+ ATPase protein thực vận chuyển hoạt động enzyme tách lượng từ ATP Trong cấu trúc phân tử ATPase gồm có tiểu đơn vị (2 đơn vị α đơn vị β) Các tiểu đơn vị α có hoạt tính enzym chuyển ATP thành ADP giải phóng lượng chúng có có vị trí gắn với ion phía ngồi tế bào Phía tế bào có vị trí để gắn ion Na+ ATP, phía ngồi tế bào có vị trí để gắn với ion K+ + Q trình hoạt động bơm chia làm hai giai đoạn: (1) Khi ba ion Na+ ATP gắn phía mặt bơm, nhóm phosphate chuyển từ phân tử ATP tới gốc acid aspartic tiểu phần α Sự có mặt nhóm phosphate giàu lượng làm thay đổi cấu trúc bơm làm chuyển ion Na phía ngồi tế bào (2) Khi ion K+ gắn vào phía mặt ngồi tế bào, liên kết nhóm phosphate acid aspartic bị thuỷ phân Năng lượng giải phóng từ trình dephosphoryl (dephosphorylate) làm thay đổi cấu trúc bơm lần thứ hai làm cho ion K+ đưa vào bên tế bào + Sự ức chế hoạt động bơm: Bơm không hoạt động nồng độ ion Na+, K+ ATP thấp Tác dụng digitalis, loại thuốc sử dụng việc điều trị suy tim, dựa khả kết hợp với tiểu phần α phía mặt ngồi tế bào qua can thiệp vào trình dephosphoryl bơm làm ức chế hoạt động bơm - Ngoài bơm Na+/K+, tượng vận chuyển chủ động nguyên phát thấy hoạt động bơm K+/H+ màng tế bào niêm mạc dày, điều khiển việc xuất ion H+ vào dày q trình tiêu hố, bơm Ca2+ có hệ lưới nội sinh chất tế bào để trì nồng độ ion Ca2+ tế bào luôn mức 0,1(mol/L ... Glucose gắn vào chất vận chuyển đặc hiệu phía bên ngồi màng, chất vận chuyển khác tùy theo loại tế bào + Chất vận chuyển thay đổi hình dạng + Glucose qua màng giải phóng vào tế bào, enzyme kinase... glucose tế bào ln mức thấp tạo điều kiện cho glucose ln vận chuyển vào bên 3.2 Các hình thức vận chuyển chủ động - Hình thức vận chuyển chủ động hình thức vận chuyển tiêu tốn lượng ATP nhằm đưa chất. .. thức vận chuyển chia làm hai loại (1) vận chuyển chủ động nguyên phát (2) vận chuyển chủ động thứ phát tùy theo lượng ATP sử dụng trực tiếp hay gián tiếp qúa trình vận chuyển chất 3.2.1 Vận chuyển