Карагандинский Государственный Медицинский Университет Кафедра

• Карагандинский Государственный Медицинский Университет • Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетики • Лекция. Тема: «Основные виды внутриклеточного транспорта через мембрану» • Специальность: «Общая медицина» • Курс: 1 • Время: 50 мин. • Лектор: доцент Бритько В. В.

Цель: изучение роли плазматических мембран в жизнедеятельности клетки, процессов транспорта через мембрану. План лекции: 1. Роль мембран в жизнедеятельности клетки. 2. Пассивный транспорт, его виды. 3. Активный транспорт. 4. Механизм работы транспортных белков. 5. Пути конститутивной и регулируемой секреции.

Транспорт веществ через мембрану • Мембраны выполняют много функций, одной из важнейших является транспортная. • Известно несколько видов транспорта через плазматическую мембрану: • 1. Пассивный транспорт – не требует затрат энергии. • 2. Активный транспорт – протекает с потреблением энергии.

Виды пассивного транспорта • 1. Осмос или диффузия Н О. Пассивная диффузия характерна и для незаряженных молекул или ионов. • 2. Вид пассивного транспорта – диффузия осуществляется по градиенту концентрации, т. е. из области с высокой концентрацией в более низкую (характерно для малых молекул) и О , СО , N. Эти вещества проходят по туннельным белкам. У этих молекул есть канал, пропускающий вещества определенного типа.

• 3. К пассивной диффузии относят и растворение веществ в липидном слое (спирт, глицерол). • Так в клетку могут проникать яды и лекарственные вещества. • 4. Частный случай пассивного транспорта – облегченная диффузия.

• Перенос вещества происходит с участием белков-переносчиков, по электрохимическому градиенту (скорость выше). • Белок соединяется с веществом на одной стороне, а на другой его отдает (транспорт глюкозы в эритроциты, сахара, аминокислоты, азотистые основания). • Такой процесс происходит при всасывании сахаров из просвета кишечника клетками эпителия.

Принцип работы белков-переносчиков • Это образование канала в молекуле белка из-за конформационных подвижек, или механизм понг-пинга. • Понг – участок для соединения белкапереносчика с веществом открыт во внешную сторону. • Пинг – участок снаружи закрывается и открывается вовнутрь клетки.

Активный транспорт • Активный транспорт – это перенос веществ против электрохимического градиента, идущий с потреблением энергии. • Например ионы Na, K, Cl. Их количество в плазме крови отличается от содержания в эритроцитах. • В клетке действует натриевый насос, выкачивающий ионы Na из клеток. Часто он сопряжен с калиевым насосом, который закачивает ионы К вовнутрь клетки. • Такой объединенный насос называется натрий - калиевый. Насос – это белок, пронизывающий мембрану насквозь.

Механизм работы транспортных белков • Различают 3 вида механизма: • 1. Унипорт – транспорт вещества через мембрану, независимо от других соединений. • 2. Симпорт – когда перенос одного вещества сопряжен с переносом другого, однонаправленный перенос (глюкоза и Na). • 3. Антипорт – одновременный перенос веществ как вовнутрь клетки, так и из клетки ( калий-натриевый насос). • Принцип работы белков – понг-пинг.

Перенос веществ через мембраны. • Способы переноса: Эндоцитоз и экзоцитоз. • Эндоцитоз – захват клеткой крупных молекул или частиц. • Экзоцитоз – выход крупных молекул их клетки. • Общим для них является то, что вещество окружено мембраной и находится в виде пузырька – везикулы. • Механизм образования везикулы и ее судьба в клетке зависит от типа эндоцитоза.

Эндоцитоз • Различают 2 основных типа: • 1. Фагоцитоз – поглощение крупных частиц – вирусов, бактерий, клеток, обломков. Фагоцитоз осуществляется с помощью макрофагов и гранулоцитов. • 2. Пиноцитоз – присущь всем клеткам – поглощение жидкости и мелких гранул.

Механизм эндоцитоза • 1. Этап впячивание или инвагинация плазматической мембраны. Образование эндоцитозной везикулы, похожей на колбу. • 2. Шейка везикулы сливается, отшнуровывается от мембраны и везикула – внутри клетки. • Судьба везикул различна: • 1. Они могут направляться к комплексу Гольджи. • 2. Сливаться с лизосомами, образуя вторичные лизосомы или фаголизосомы.

• Эндоцитоз различают 2 -х типов: • 1. Жидкофазный неспецифичный • 2. Адсорбционный рецепторный (с очень быстрым избирательным захватом макромолекул. Судьба везикул при адсорбционном эндоцитозе зависит от типа поглощаемого вещества. Если это гормон – то такая везикула снабжена рецепторами, которые помогают ей достичь комплекса Гольджи. • Такая везикула называется рецептосома.

• Если везикула сливается с лизосомой, то такие везикулы называются окаймленные пузырьки, т. к. содержат белок-клатрин. • Ряд вирусов (СПИД, гепатит, полимиелит) – попадают по механизму эндоцитоза.

• Экзоцитоз – имеет большое значение. Клетка обновляет мембраны, осуществляет секреторную деятельность. • Механизм экзоцитоза. • 1. Вещества в везикулах отпочковываются от комплекса Гольджи или ЭПС; • 2. Транспортируются к мембране; • 3. Сливается с ней. Везикула выполнила свое предназначение.

• • Экзоцитоз может быть: 1. Непрерывный (конститутивный); 2. Регулируемый. Вещества, высвобождаемые в процессе экзоцитоза деля на 3 группы: • 1. Антигены (остаются связанными с клеточной поверхностью). • 2. Вещества внеклеточного матрикса • 3. Сигнальные молекулы (гормоны, медиаторы).

Мембраны • Мембраны – как структуры клеток, могут играть роль в развитии патогенеза генных болезней. • 1. Отсутствие специфических белковых молекул-рецепторов на клеточной поверхности приводят к семейной гиперхолестеринемии. • 2. Клиника витамин Д-резистентного рахита обусловлена дефектом рецептора • 1, 25 – дигидроксихолекальциферола.

• 3. При муковисцидозе нарушается регуляция транспорта хлоридов через мембрану эпителиальных клеток, которая в норме регулируется кистофиброзным транспортным регулятором.

• 4. Синдром полной нечувствительности к андрогенам (тестикулярная феминизация). Отсутствие чувствительности клеток к андрогенам приводит к развитию женского фенотипа при хромосомном наборе ХУ. • У таких больных, при наличии женских наружных половых органов имеются семенники и нормальный уровень андрогенов в крови. • Причина: мутация в Х-сцепленном гене, кодирующем синтез внутриклеточного рецептора андрогенов.

• • Контрольные вопросы: 1. Свойства мембранных липидов. 2. Состав мембранных липидов. 3. Принцип работы белковпереносчиков. • 4. Основные типы эндоцитоза. • 5. Значение экзоцитоза для клетки.