Тело человека №51, страница 17

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ МЕДИЦИНЫ РАЗДЕЛ

ФИЗИОЛОГИЯ

Как химические вещества проникают через клеточную

мембрану

Для правильного функционирования клетки тела должны тщательно контролировать свою внутреннюю среду. Клеточная мембрана является барьером, который определяет, какие химические вещества могут проникнуть в клетку и выйти из нее.

ЛИСТ 39

Каждая клетка тела окружена мембраной. Она служит важным барьером, который отделяет внутреннее содержимое клетки от окружающей ее среды. Это жизненно важно, потому что внутриклеточные структуры правильно функционируют только в узком диапазоне условий.

ПОЛУПРОНИЦАЕМЫЕ

_МЕМБРАНЫ_

Клеточная мембрана не является непроходимым барьером. Точнее, она позволяет некоторым веществам в определенных пределах спокойно проходить через себя, а прохождению других веществ полностью препятствует. Поэтому ее называют «полупроницаемой мембраной».

Глюкоза, например, будучи незаменимым веществом, снабжающим тело энергией, может легко проходить через клеточную мембрану. Чтобы предотвратить ненужный выход глюкозы обратно из клетки, она превращается в вещество, называемое глюкозо-6-фосфат, которое

не может проникнуть через клеточную мембрану.

Другими молекулами, способными легко проходить через клеточную мембрану, являются кислород, участвующий в метаболизме глюкозы, и углекислый газ - выводящийся из клетки продукт обмена.

БЕЛКОВЫЕ КАНАЛЫ Другие частицы, такие как ионы натрия или аминокислоты, могут проникнуть сквозь мембрану только через «поры», образованные особенными мембранными белками; многие из этих каналов действуют как ворота -открываются и закрываются только в ответ на определенный химический сигнал. Например, некоторые белковые «поры» открываются только тогда, когда к их наружной поверхности прикрепляется синтезированное другой клеткой вещество (например, гормон). Другие каналы открываются в ответ на изменение электрического потенциала.

Осмос

А U-образная трубка разделена на две части; в одной находится чистая вода, в другой - концентрированный раствор сахара.

Осмосом называется переход молекул воды через мембрану в сторону их меньшей концентрации.

Этот процесс можно пояснить на наглядном примере, наполнив один из двух сообщающихся сосудов чистой водой, а другой -концентрированным раствором сахара. Сосуды разделены полупроницаемой мембраной, маленькие поры которой пропускают воду, но не пропускают молекулы сахара.

Пассивный транспорт

Обычная диффузия Белковые поры

▲ Некоторые молекулы, например стероиды, могут просто проходить в клетку через клеточную мембрану (показана зеленым цветом).

А Некоторые белки формируют «поры», которые пропускают через клеточную мембрану небольшие молекулы, например ионы натрия.

Облегченная диффузия

▲ Большие молекулы, например молекулы глюкозы, «перевозятся» через каналы мембраны. Эти каналы отличаются от «пор», которые постоянно открыты.

А Белковый канал изменяет свою форму сразу после того, как вещество присоединяется к нему, позволяя ему выйти с другой стороны клеточной мембраны.

А Мембрана проницаема для воды, но непроницаема для молекул сахара; поэтому вода проходит через мембрану в раствор.

Молекулы воды будут проходить через мембрану из сосуда с чистой водой в сосуд с раствором сахара.

ЗНАЧЕНИЕ ОСМОСА

Осмос играет очень важную роль в организме человека. Например, объем крови может регулироваться изменением концентрации натрия в моче. При её повышении вода в результате осмоса поступает в мочевые пути и затем выводится из организма, что снижает объем крови.

Опосредованное рецепторами открытие белковой поры

А Некоторые белковые каналы открываются, только когда молекула-посредник (часто вырабатываемая другой клеткой) прикрепляется к внешней поверхности белка, действуя как ключ.

А Эти «белковые рецепторы» особенно значимы в нейронах (нервных клетках), так как они позволяют одним нейронам воздействовать на внутреннюю среду других.