поток энергии и вещ-ва

11

fСпособы поступления веществ в клетку:

1. Пассивный транспорт путем диффузии или осмоса: поступ-

ление вещества по градиенту концентрации без затраты энергии (через поры мембраны или растворяясь в липидном бислое). Например: O2, мелкие незаряженные полярные молекулы (вода, NH3), гидрофобные молекулы (углеводороды липиды).

12

2. Облегченная диффузия: поступление крупных незаряженных

полярных молекул по градиенту концентрации без затраты энергии АТФ с участием переносчика (их роль выполняют интегральные белки мембраны). Таким путем в клетку поступают сахара, аминокислоты и др.

13

3. Активный транспорт: транспорт ионов против градиента кон-

центрации (К+, Ca2+, H+). Для этого необходимо наличие ионных каналов в мембране, энергия АТФ, ферменты.

14

4. Эндоцитоз: захват крупных пищевых частиц

(фагоцитоз) или капель жидкости (пиноцитоз) плазмалеммой при непосредственном участии сократительных элементов цитоскелета (необходимы затраты АТФ на сокращение микротрубочек) с образованием эндосомы. В дальнейшем эндосома сливается с первичной неактивной лизосомой с образованием вторичной лизосомы (фаголизосомы) в которой происходит расщепление поступивших веществ.

Транспортные белки мембраны:

Канальные белки (порины) образуют в мембранах заполненные водой поры, проницаемые для определенных ионов (есть специфические ионные каналы для ионов Na+, Ca2+, K+,Cl-), а также аквапорины, обеспечивающие транспорт воды.

Транспортные белки (белки-переносчики, пермеазы, АТФ-азные системы) избирательно связывают молекулы субстрата, а затем за счет конформационных изменений переносят их через мембраны:

15

¾ по механизму унипорта (облегченной диффузии), когда только

одно вещество переносится через мембрану в одном направлении с помощью канальных или транспортных белков (транспорт глюкозы в клет-

ках печени); ¾ по механизму

симпорта (сопряженного переноса), когда 2 вещества переносятся одновременно в одном направлении (транспорт аминокислот и ионов натрия в клетках эпителия кишечника);

¾ по механизму

антипорта (обменная диффузия), когда 2 вещества переносятся одновременно в противоположном направлении (обмен ионов НСО3- на СI- в мембране эритроцитов).

16

gПоступившие в клетку вещества могут:

•запасаться внутри клетки во включениях;

•пройти транзитом через клетку;

•использоваться для синтеза веществ, необходимых клетке, в органоидах анаболической системы.

•использоваться как источник энергии в органоидах катаболической системы;

Анаболическая система клетки осуществляет реакции пластического обмена (ассимиляции). Она включает рибосомы, ЭПС и комплекс Гольджи.

Катаболическая система клетки осуществляет реакции энергетического обмена (диссимиляция). К катаболическим органоидам относятся митохондрии, лизосомы и микротельца (пероксисомы и глиоксисомы).

17

hПоток вещества неразрывно связан с потоком энергии. Энергия

необходима клеткам для поддержания постоянства строения, химического состава и всех процессов жизнедеятельности.

Этапы энергетического обмена:

I. Подготовительный этап протекает в фагосомах: белки расщепляются до аминокислот, полисахариды до моносахаридов, жиры - до глицерола и жирных кислот. Выделяющаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла.

II.Бескислородный этап (гликолиз): моносахариды, аминокислоты

ижирные кислоты в цитоплазме клеток расщепляются до пировиноградной или молочной кислоты. Образуется 2 молекулы АТФ.

C6H12O6 + 2АДФ +2H3PO4 Æ 2C3H4O3 + 2АТФ + 2H2O

III. Кислородный этап протекает в митохондриях. Пировиноградная

кислота (ПВК) окисляется до конечных продуктов обмена (СО2, Н2О) и образуется 36 АТФ.

2C3H4O3 + 6O2 + 36АДФ + 36 H3PO4 Æ 36АТФ + 6CO2 + 42 H2O

20