Активный транспорт требует затрат энергии.

• Первично активный транспорт идет через мембранные белки, которые как только соединяются с АТФ, гидролизуются для движения растворенного вещества. Наиболее важный процесс активного транспорта связан с работой Na/K-насоса, непрерывно откачивающего Na⁺ из клетки в обмен на K⁺ с использованием энергии расщепления АТФ. На внутренней стороне мембраны 3 иона Na⁺ соединяется с молекулой белка-переносчика. Образовавшийся комплекс конформируется и ионы Na⁺ оказываются на наружной стороне мембраны. Комплекс распадается, а освободившийся переносчик соединяется с 2 ионами K⁺ и транспортирует их внутрь клетки. Ионы K⁺ освобождаются в цитоплазму, и цикл повторяется (до 200 раз в секунду). Таким образом, соотношение числа переносимых за один цикл работы фермента ионов Na⁺ и K⁺, и, соответственно, электрических зарядов, равно 3/2. Следовательно, ионный насос не только изменяет концентрацию, но и является электрогенным – создает поток положительных зарядов из клетки.

• Вторично активный транспорт соединяет транспорт двух или нескольких растворенных веществ вместе.Во вторично активном транспорте используется энергия электрохимического градиента одного растворенного вещества для транспорта других растворенных веществ (например, направленный внутрь Na⁺ градиент используется для поглощения глюкозы из кишечника). Котранспорт (симпорт) объединяет движение двух или более растворов в одном направлении. Пример Na⁺-переносчики включают котранспорт Na⁺ / глюкозы в кишечнике. Обменник (антипорт) объединяет движение двух растворенных веществ в противоположном направлении. Пример Na⁺-переносчики включают Na⁺/Ca²⁺ и Na⁺ /H⁺ обмен, которые являются важными для поддержания низких внутриклеточных [Ca²⁺] и [H⁺], соответственно.

· Везикулярный транспорт. Движение макромолекул происходит в ограниченных мембраной пузырьках - везикулах; макромолекулы проникают в клетки путем эндоцитоза и выходят из клеток путем экзоцитоза. Эндоцитоз можно описать как прием внеклеточного материала для формирования эндоцитозных пузырьков внутри клетки. Есть три типа эндоцитоза: 1) Пиноцитоз это употребление малых частиц из ECF, он происходит в большинстве клеток. 2) Фагоцитоз это поглощение крупных частиц (например, микроорганизмов), которое происходит в специализированных иммунных клетках. 3) Рецептор-опосредованный эндоцитоз это поглощение специфических молекул, он происходит на специализированных областях мембраны клатриновых ямах (например, поглощение холестерина связан с липопротеинами низкой плотности). Экзоцитоз это экспорт растворимых белков в межклеточное пространство. Такие белки синтезируются в клетке и упаковывается во внутриклеточные везикулы. Когда пузырьки сливаются с плазматической мембраной, растворимые белки выделяются и мембраны пузырьков включаются в плазматическую мембрану. Таким способом выделяется медиатор в химическом синапсе.

1.2 «Животное электричество». Опыты Гальвани и Матеучи

В конце XVIII в. (1786) профессор анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани провел ряд опытов, положивших начало целенаправленным ис­следованиям биоэлектрических явлений. В первом опыте, под­вешивая с помощью медного крючка на железной решетке пре­парат задних лапок лягушек со снятой кожей, ученый обнару­жил, что всякий раз, когда мышцы касались решетки, они отчет­ливо сокращались. Л. Гальвани высказал предположение о том, что сокращение мышц является следствием воздействия на них электричества,источником которого выступают «животные тка­ни» — мышцы и нервы.

Однако другой итальянский исследователь — физик и физио­лог Вольта — оспорил это заключение. По его мнению, причиной сокращения мышц был электрический ток, возникающий в обла­сти контакта двух разнородных металлов: меди и железа (гальва­ническая пара) — с тканями лягушки. С целью проверки своей гипотезы Л. Гальвани поставил второй опыт, в котором нерв не­рвно-мышечного препарата набрасывался на мышцу стеклянным крючком так, чтобы он касался поврежденного и неповрежден­ного ее участков. В этом случае мышца также сокращалась. Во вто­ром опыте были получены абсолютные доказательства существо­вания «животного электричества».

Окончательное доказательство су­ществования электрических явлений в живых тканях было получено в опы­те Матеуччи, в котором один нервно-мышечный препарат возбуждался током, а биотоки сокращающейся мышцы раздража­ли нерв второго нервно-мышечного препарата.

Дата добавления: 2015-07-15