Transport przez błony
biologiczne
Transport przez błony
biologiczne
Rodzaje transportu
Transport
Transport
bierny:
bierny:
W tym transporcie
nie jest
nie jest
wykorzystywana
wykorzystywana
energia
pochodząca z procesów
metabolicznych.
Transport
Transport
aktywny:
aktywny:
Jest to transport
wykorzystujący
wykorzystujący
energię
pochodzącą z procesów
metabolicznych.
Transport bierny
Dyfuzja prosta
Dyfuzja złożona
Dyfuzja ułatwiona –
transport na
nośnikach
Spontaniczny
Spontaniczny
transport substancji wywołany
różnicą stężeń
w różnych punktach obszaru zajmowanego
przez tę substancję
Dyfuzja prosta
1
2
S
c
1
>c
2
dx
c
2
- c
1
= dc
j =
dt
dm
S
1
Prawo Ficka
j = D·
dx
dc
Dyfuzja prosta
Dyfuzja prosta
gęstość strumienia
)
c
(c
P
j
w
z
Dyfuzja prosta przez
błonę
j = D
dx
dc
c
1
c
2
c
z
c
w
-dc = -(c
2
-c
1
) = (c
1
-c
2
)
dx = h
j =
h
)
c
(c
D
2
1
=
)
c
(c
h
D
γ
w
z
c
1
=
z
c
γ
w
c
γ
i c
2
=
h
D
γ
P
Dyfuzja prosta przez
błonę
S
tr
u
m
ie
ń
p
rz
e
z
b
ło
n
ę
stężenie
dy
fu
zja
p
ro
sta
Dyfuzja prosta
W ten sposób przenikają do wnętrza komórki:
•
substancje
substancje
rozpuszczalne w lipidach
rozpuszczalne w lipidach
(lipofilne)
(lipofilne)
•
gazy:
gazy:
O
O
2
2
, N
, N
2
2
, CO
, CO
2
2
•
małe, obojętne cząsteczki np.:
małe, obojętne cząsteczki np.:
mocznik, etanol
mocznik, etanol
transport na nośnikach
W błonach znajdują się białka
odpowiedzialne za
transport, zwane
białkami
białkami
transportowymi
transportowymi
lub
nośnikami
nośnikami
cytoplazma
cytoplazma
transport na
nośnikach
uniport
transport na
nośnikach
j= j
m
z
m
z
c
K
c
Strumień przepływający przez błonę opisany
jest równaniem:
S
tr
u
m
ie
ń
p
rz
e
z
b
ło
n
ę
stężenie
dyfuzja ułatwiona
dy
fu
zja
p
ro
sta
transport na
nośnikach
gradie
gradie
nt
nt
Na
Na
+
+
Na
Na
+
+
symport
glu
glu
koza
koza
Na
Na
+
+
antyport
Na
Na
+
+
Ca
Ca
2+
2+
transport na nośnikach
g
g
radient
radient
glukozy
glukozy
transport na nośnikach
W ten sposób przenikają do wnętrza komórki:
cukry
cukry
aminokwasy
aminokwasy
nukleotydy
nukleotydy
Dyfuzja złożona
Bierny
Bierny
transport
nie zgodny
nie zgodny
z prawem Ficka.
Oprócz różnicy stężeń,
na transport wpływają
na transport wpływają
dodatkowe bodźce
dodatkowe bodźce
:
•
różnica ciśnień hydrostatycznych:
różnica ciśnień hydrostatycznych:
filtracja i ultrafiltracja
filtracja i ultrafiltracja
•
różnica potencjałów elektrycznych:
różnica potencjałów elektrycznych:
elektrodyfuzja
elektrodyfuzja
oczyszczanie krwi z wody i
niepotrzebnych
składników w kłębuszkach
nerkowych.
filtracja i ultrafiltracja
sztuczna nerka
eletrodyfuzja
Wyspecjalizowane białka
integralne, tzw.
kanały jonowe
kanały jonowe
tworzą wypełnione
wodą
pory, którymi przez błonę
transportowane
są jony.
Transport przez kanały
jonowe jest
transportem
biernym
!!!
Transport aktywny
1. transport pierwotny:
•
pompy jonowe
2. transport wtórny
α α
β
β
miejsce
wiązania
ATP
ATP
cytoplazma
Pompa sodowo –
potasowa
Jest to białko integralne błony
komórkowej hydrolizujące
ATP
ATP
K
K
+
+
ATP
ATP
ATP
ATP
ADP
ADP
P
P
K
K
+
+
P
P
Na
Na
+
+
Pompa sodowo –
potasowa
Na
Na
+
+
pompa sodowo –
potasowa
• Na każdą rozłożoną cząsteczkę ATP transportuje
:
:
3 jony Na
3 jony Na
+
+
z komórki i 2 jony K
z komórki i 2 jony K
+
+
do komórki
do komórki
• utrzymuje stałą różnicę stężeń jonów Na
+
i K
+
po
obu stronach błony.
Pompy wapniowe
Są to białka integralne błony
komórkowej i błony siateczki
endoplazmatycznej hydrolizujące
ATP
ATP
.
.
• utrzymują
niskie
niskie
stężenie jonów
Ca
Ca
2+
2+
w cytoplazmie.
Pompa protonowa
Jest to białko integralne błony komórkowej
hydrolizujące
ATP
ATP
, odpowiedzialne za transport
protonów przez błony biologiczne.
• utrzymuje kwaśne środowisko wewnątrz lizosomów
• uczestniczy w wydzielaniu kwasu żołądkowego
Transport aktywny
wtórny
•
nie zależy
nie zależy
bezpośrednio
bezpośrednio
od
od
procesów
procesów
metabolicznych.
metabolicznych.
•
transport substancji przez układ
transport substancji przez układ
błon sprzężony z
błon sprzężony z
pierwotnym
pierwotnym
transportem aktywnym
transportem aktywnym
innej
innej
substancji zachodzącym w jednej z
substancji zachodzącym w jednej z
błon.
błon.
Transport aktywny
wtórny
•
transport
transport
bierny
bierny
glukozy w nabłonku
glukozy w nabłonku
jelitowym jest „napędzany”
jelitowym jest „napędzany”
aktywnym
aktywnym
transportem jonów Na
transportem jonów Na
+
+
.
.
Na
+
gluko
gluko
za
za
światło
jelita
kre
w
α α β β
Transport aktywny
Transport aktywny
wtórny
wtórny