Различия состава внутриклеточной и интерстициальной жидкостей.
В организме различают несколько видов жидкостей. Внутриклеточная жидкость отделена от внеклеточной жидкости клеточной мембраной. Внеклеточная жидкость состоит из тканевой (интерстициальной) жидкости и плазмы крови. Интерстициальная жидкость отделяется от плазмы капиллярным эндотелием. Концепция внутренней среды в организме согласуется с понятием интерстициальной жидкости. Существует свободный обмен воды и растворенных веществ между интерстициальной жидкостью и плазмой через фенестры (поры) кровеносных капилляров. С другой стороны, обмен основных веществ между тканевой жидкостью и внутриклеточной жидкостью строго регулируется и происходит через плазматическую мембрану клетки. Трансцеллюлярная жидкость является частью внеклеточной жидкости и включает в себя такие эпителиальные выделения, как спинномозговая и экстраокулярная жидкости.
Сложное строение мембраны обусловливает различия состава внутриклеточной и интерстициальной жидкостей. Внутриклеточная жидкость обладает высокой концентрацией [K+], низкой концентрацией [Na+] и высоким содержанием белка, в то время как обратное верно для внеклеточной жидкости.
Механизмы мембранного транспорта
Клетки постоянно обмениваются растворенными веществами (например, питательными веществами, отходами, а также дыхательными газами) с тканевой жидкостью. Транспорт растворенных веществ через клеточные мембраны имеет основополагающее значение для выживания всех клеток, и таким образом, транспортные механизмы присутствуют во всех клетках. Специализации в механизмах мембранного транспорта часто лежат в основе функции ткани. Например, в возбудимых тканях возбудимость мембранных транспортных систем во многом составляют способность генерировать и распространять электрические сигналы.
|
|
|
Различия состава внутриклеточной и интерстициальной жидкостей обусловлены особым свойством мембраны – ее избирательной проницаемостью, т.е. способностью пропускать одни вещества, и не пропускать другие.
Электрохимический градиент
Электрохимический градиент иона - это движущая сила потока ионов, которая является комбинацией мембранного потенциала (электрический градиент) и градиента концентрации веществ (химический градиент). Электрический градиент характеризует движение только ионов и направлен в сторону их противоположного заряда. Химический градиент направлен из области высокой концентрации растворенного вещества в область низкой.
Перенос веществ через мембрану может происходить пассивно и активно. Активный транспорт требует затрат энергии, а пассивный осуществляется без затрат энергии. Активный транспорт всегда идет против электрохимического градиента. Пассивный транспорт растворенных веществ может происходить только по благоприятному электрохимическому градиенту.
|
|
|
Системы транспорта растворенных веществ можно классифицировать на основе использования клеточной энергии.
1. Пассивный транспорт не требует гидролиза АТФ и не связан с переносом другого растворенного вещества.
• Диффузия жирорастворимых веществ (например, О2, СО2, спиртов и эфиров) может произойти непосредственно через плазматическую мембрану.
• Транспорт ионов и небольших молекул чаще происходит через трансмембранные белки, которые служат ионными каналами (для различных ионов) или аквапорами (для молекул воды).
Ионные каналы имеют следующие общие компоненты:
1) область поры, через которые ионы диффундируют.
2) избирательный фильтр внутри поры, в результате чего канал весьма избирателен для определенных ионов (например, Na+ каналов).
3) ворота канала, которые открывают и закрывают канал.В закрытом состоянии, ионы не проходят через канал, но канал доступен для активации. В открытом состоянии ионы движутся согласно их электрохимического градиента. Ворота канала могут управляться одним из следующих механизмов: мембранные напряжения (потенциалзависимые каналы); химических веществ (хемозависимые каналы); механические силы в мембране (стрейчзависимые каналы).
|
|
|
• Диффузия может происходить и через белки-переносчики, называемых унипорт, которые избирательно связываются одно растворенное вещество с одной стороны мембраны и претерпевают конформационные изменения, чтобы доставить его на другую сторону. Транспорт растворенных веществ через унипорт называется облегченной диффузией, потому что это быстрее, чем простая диффузия. Так переносятся глюкоза и аминокислоты.
• Осмос - это движение (диффузия) воды через аквапоры мембраны, которое приводится в действие градиентом концентрации воды.Концентрация воды выражается в терминах общей концентрации растворенного вещества; чем более разбавлен раствор, тем ниже концентрации его растворенного вещества и концентрация воды выше.Когда два раствора, разделенных полупроницаемой мембраной (которая допускает транспорт воды, но не растворенных вещества), вода движется от более разбавленного раствора к более концентрированному. Осмолярность является выражением осмотической силы раствора. Два раствора одной и того же осмолярности называются изоосмотическими. Растворы с большей, чем осмолярность раствора сравнения называется гиперосмотическими, а растворы с более низкой осмолярностью называются как гипоосмотическими. Изотонический раствор имеет такую же осмолярность, как и функционирующие клетки и не вызывает движение чистой воды через их мембрану; гипотонический раствор имеет меньшую осмолярность, чем функционирующая клетка и заставляет клетки набухать, гипертонический раствор имеет большую осмолярность, чем клетки и заставляет клетки сжиматься. Например, если пациенту внутривенно вводят гипотонический раствор, тонус внеклеточной жидкости изначально уменьшается, и вода движется во внутриклеточную жидкость путем осмоса (клетки набухают). И наоборот, есливводят гипертонический раствор, тонус внеклеточной жидкости повышен, и вода выходит из внутриклеточной жидкости (клетки сморщиваются).
|
|
|
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 464; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!