Активный транспорт в органах организма.

Активный транспорт – это процесс передачи веществ в клетки, из клеток и между ними с использованием энергии. В некоторых случаях движение веществ может осуществляться пассивным транспортом, который не использует энергию. Однако ячейке часто требуется транспортировать материалы против градиента их концентрации. В этих случаях требуется активный транспорт.

Активный транспорт в органах организма.

Например, один тип активного транспортного канала в клеточной мембране будет связываться с молекулой, которую предполагается транспортировать, такой как ион натрия, и удерживать ее до тех пор, пока молекула АТФ не придет и не свяжется с белком. Энергия, запасенная в АТФ, позволяет каналу менять форму, выплевывая ион натрия на противоположную сторону клеточной мембраны. Этот тип активного транспорта напрямую использует ATP и называется «основным» активным транспортом.

Другим видом активного транспорта является «вторичный» активный транспорт. В этом типе активного транспорта белковый насос не использует саму АТФ, но клетка должна использовать АТФ, чтобы поддерживать его функционирование. Это будет объяснено более подробно в разделе о насосах Symport ниже.

Наконец, активный транспорт может осуществляться с помощью процессов, называемых эндоцитозом и экзоцитозом. При экзоцитозе клетка перемещает что-то вне себя в больших количествах, оборачивая ее в мембрану, называемую везикулой, и «выплевывая» везикулу. При эндоцитозе клетка «что-то ест», оборачивая и переформируя свою мембрану вокруг вещества или предмета.

Каждый тип активного транспорта объясняется более подробно ниже.

Активный транспорт в органах организма.

Одним из важных типов антипортовых насосов является натриево-калиевый насос, который более подробно обсуждается в разделе «Примеры активного транспорта».

В насосах Symport используются диффузионные градиенты для перемещения веществ. Диффузионные градиенты – это различия в концентрации, которые заставляют вещества естественным образом перемещаться из областей с высокой и низкой концентрацией.

В случае симпортного насоса вещество, которое «хочет» переместиться из области высокой концентрации в низкую концентрацию вниз по градиенту концентрации, используется для «переноса» другого вещества против градиента концентрации.

Один из примеров симпорт-насоса – белка транспорта натрия-глюкозы – обсуждается ниже в разделе «Примеры активного транспорта».

Активный транспорт в органах организма.

При эндоцитозе клетка использует белки в своей мембране, чтобы сложить мембрану в форме кармана. Этот карман формируется вокруг содержимого, которое нужно взять в камеру.

Карман растет до тех пор, пока не сжимается, переформируя клеточную мембрану вокруг него и захватывая карман и его содержимое внутри клетки.

Эти мембранные карманы, которые несут материалы внутри или между клетками, называются «пузырьками».

Складывание клеточной мембраны осуществляется по механизму, аналогичному антипортовому транспорту ионов калия и натрия. Молекулы АТФ связываются с белками в клеточной мембране, заставляя их менять свою форму. Конформационные изменения многих белков вместе изменяют форму клеточной мембраны до образования пузырька.

При опосредованном рецептором эндоцитозе клеточный рецептор может распознавать конкретную молекулу, которую клетка «хочет» принять, и образовывать везикулу вокруг области, где она распознает молекулу. При других типах эндоцитоза клетка полагается на другие сигналы для распознавания и поглощения определенной молекулы.

Экзоцитоз является противоположностью эндоцитоза. При экзоцитозе клетка создает везикулу, заключающую что-то внутри клетки, с целью ее перемещения за пределы клетки через мембрану. Это чаще всего происходит, когда клетка хочет «экспортировать» важный продукт, такой как клетки, которые синтезируют и экспортируют ферменты и гормоны, которые необходимы по всему организму.

В эукариотических клетках белковые продукты образуются в эндоплазматической сети. Они часто упаковываются эндоплазматическим ретикулумом в пузырьки и отправляются в аппарат Гольджи.

Аппарат Гольджи можно представить как сотовое «почтовое отделение». Он получает пакеты из эндоплазматического ретикулума, обрабатывает их и «обращается» к ним, добавляя молекулы, которые будут распознаваться рецепторами на мембране клетки, предназначенной для приема продукта.

Затем аппарат Гольджи упаковывает готовые «адресованные» продукты в собственные пузырьки. Эти везикулы движутся к клеточной мембране, стыкуются и сливаются с ней, позволяя мембране везикулы становиться частью клеточной мембраны. Содержимое пузырька затем проливается во внеклеточное пространство.

Активный транспорт в органах организма.

Именно этот градиент позволяет нашим нервным клеткам срабатывать, вызывая сокращения мышц, ощущения и даже мысли. Даже наша сердечная мышца полагается на эти ионные градиенты, чтобы сжиматься!

Способность натриево-калиевого насоса транспортировать калий в клетки при транспортировке натрия из клеток настолько важна, что, по некоторым оценкам, мы тратим 20-25% всей энергии, которую мы получаем от пищи, просто выполняя эту единственную задачу! В нейронах подавляющее большинство энергии клетки используется для питания натриево-калиевых насосов.

Это может звучать как много энергии, но это важная и монументальная задача; именно этот насос позволяет нам двигаться, думать, качать кровь по всему телу и воспринимать мир вокруг нас.

Известным примером симпортного насоса является белок транспорта натрия-глюкозы. Этот белок связывается с двумя ионами натрия, которые «хотят» проникнуть в клетку, и одной молекулой глюкозы, которая «хочет» оставаться вне клетки. Это важный метод транспорт сахара в организме, необходимом для обеспечения энергии для клеточного дыхания.

Естественная диффузия ионов натрия внутри клетки облегчает движение глюкозы в клетку. Глюкоза может быть перенесена в клетку с натрием без транспортного белка, расходующего АТФ. Однако АТФ должен использоваться натриево-калиевым насосом в другом месте клетки, чтобы поддерживать градиент натрия на месте. Без градиента натрия транспорт натрия-глюкозы не мог функционировать.

важный пример Эндоцитоз – это процесс, посредством которого лейкоциты «питаются» патогенами. Когда белые кровяные клетки распознают инородный объект внутри тела, такой как бактерия, они складывают клеточную мембрану вокруг него, чтобы перенести его в цитоплазму.

Затем они объединяют пузырь, содержащий захватчик, с лизосомой – пузырьком, содержащим сильные химические вещества и ферменты, которые могут разрушаться и переваривать органическое вещество. По сути, они создали сотовый «желудок», чтобы «переварить» захватчика!

Активный транспорт перемещает вещества из области более низкой концентрации в более высокую концентрацию, то есть против градиента концентрации. Существует потребность в энергии для этого процесса, так как он не происходит естественным образом в отсутствие активных сил.

Напротив, пассивный транспорт происходит естественным образом, поскольку вещества движутся вниз по градиенту концентрации в отсутствие энергии. Следовательно, основное различие между активным и пассивным транспортом – это потребность в энергии.

Показать спрятать

  • Sinauer Associates, Inc. (2000). Клетка: молекулярный подход. 2-е издание.
  • Чен И. (2019 г., 3 октября). Физиология, Активный транспорт. Получено с https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK547718/
  • Лян, Куо, Вэй, Лиси, Чен и Лянджи. (2017, 31 марта). Экзоцитоз, эндоцитоз и их сцепление в возбудимых клетках. Получено с https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnmol.2017.00109/full
  • Альбертс Б. (1970, 1 января). Молекулярная биология клетки. Получено с https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21054/
  • Активный транспорт, из которого он состоит, первичный и вторичный транспорт / биология

    активный транспорт это тип клеточного транспорта, через который растворенные молекулы движутся через клеточную мембрану, из области, где концентрация растворенных веществ ниже, в область, где концентрация их выше.

    Естественно, что молекулы движутся со стороны, где они наиболее сконцентрированы, в сторону, где они менее сконцентрированы; это то, что происходит спонтанно, без применения какой-либо энергии в процессе. В этом случае говорят, что молекулы движутся в пользу градиента концентрации.

    Активный транспорт в органах организма.

    Напротив, в активном транспорте частицы движутся против градиента концентрации и, следовательно, потребляют энергию от клетки. Эта энергия обычно поступает из аденозинтрифосфата (АТФ).

    Иногда растворенные молекулы имеют более высокую концентрацию внутри клетки, чем снаружи, но если организм нуждается в них, эти молекулы транспортируются внутрь некоторыми транспортными белками, которые находятся в клеточной мембране..

    индекс

    • 1 Что такое активный транспорт??
    • 2 Основной активный транспорт
    • 3 Вторичный активный транспорт
    • 4 Разница между экзоцитозом и активным транспортом
    • 5 ссылок

    Что такое активный транспорт??

    Чтобы понять, из чего состоит активный транспорт, необходимо понять, что происходит с обеих сторон мембраны, через которую происходит транспорт..

    Когда вещество находится в разных концентрациях на противоположных сторонах мембраны, говорят, что существует градиент концентрации. Поскольку атомы и молекулы могут иметь электрический заряд, то также могут образовываться электрические градиенты между отсеками с обеих сторон мембраны..

    Активный транспорт в органах организма.

    Существует различие в электрическом потенциале каждый раз, когда происходит чистое разделение зарядов в пространстве. Фактически, живые клетки часто имеют то, что называется мембранным потенциалом, который представляет собой разницу в электрическом потенциале (напряжении) на мембране, что вызвано неравномерным распределением зарядов..

    Градиенты распространены в биологических мембранах, поэтому для перемещения определенных молекул против этих градиентов часто требуются затраты энергии..

    Энергия используется для передачи этих соединений через белки, которые вставляются в мембрану и функционируют как транспортеры.

    Если белки вставляют молекулы против градиента концентрации, это активный транспорт. Если транспорт этих молекул не требует энергии, транспорт считается пассивным. В зависимости от того, откуда берется энергия, активный транспорт может быть первичным или вторичным.

    Основной активный транспорт

    Первичный активный транспорт — это тот, который напрямую использует химический источник энергии (например, АТФ) для перемещения молекул через мембрану против ее градиента.

    Читайте также:  Инфлювак - инструкция по применению, отзывы, аналоги и формы выпуска (суспензия для внутримышечного и подкожного введения) вакцины для профилактики гриппа у взрослых и детей с 6 месяцев (в том числе грудничков и новорожденных) и осложнения

    Одним из наиболее важных примеров в биологии, иллюстрирующих этот механизм первичного активного транспорта, является натрий-калиевый насос, который находится в клетках животных и чья функция важна для этих клеток..

    Натриево-калиевая помпа — это мембранный белок, который транспортирует натрий из клетки и калий в клетку. Для осуществления этого транспорта насос требует энергии от АТФ.

    Вторичный активный транспорт

    Вторичный активный транспорт — это тот, который использует энергию, запасенную в клетке, эта энергия отличается от АТФ, и отсюда происходит различие между двумя видами транспорта..

    Энергия, используемая вторичным активным транспортом, исходит из градиентов, генерируемых первичным активным транспортом, и может использоваться для транспортировки других молекул против их градиентов концентрации..

    Например, при увеличении концентрации ионов натрия во внеклеточном пространстве из-за работы натриево-калиевого насоса создается разность концентраций этого иона с обеих сторон мембраны с помощью электрохимического градиента..

    В этих условиях ионы натрия имеют тенденцию двигаться в пользу своего градиента концентрации и возвращаться во внутрь клетки через транспортерные белки.

    Co-перегружатели

    Эту энергию электрохимического градиента натрия можно использовать для переноса других веществ против их градиентов. То, что происходит, является общим транспортом и осуществляется транспортными белками, называемыми ко-транспортерами (потому что они транспортируют два элемента одновременно).

    Примером важного котранспортера является белок обмена натрия и глюкозы, который транспортирует катионы натрия в пользу своего градиента и, в свою очередь, использует эту энергию для проникновения молекул глюкозы против своего градиента. Это механизм, по которому глюкоза проникает в живые клетки..

    В предыдущем примере белок ко-транспортер перемещает два элемента в одном направлении (внутрь клетки). Когда оба элемента движутся в одном направлении, белок, который их транспортирует, называется простым.

    Тем не менее, ко-транспортеры могут также мобилизовать соединения в противоположных направлениях; в этом случае белок-носитель называется антипортером, хотя они также известны как обменники или контртранспортеры.

    Примером антипортера является натриевый и кальциевый обменник, который выполняет один из наиболее важных клеточных процессов для удаления кальция из клеток. При этом используется энергия электрохимического градиента натрия для мобилизации кальция вне клетки: один катион кальция выходит на каждые три катиона натрия, которые входят.

    Разница между экзоцитозом и активным транспортом

    Экзоцитоз является еще одним важным механизмом клеточного транспорта. Его функция заключается в удалении остаточного материала из клетки во внеклеточную жидкость. При экзоцитозе транспорт опосредуется везикулами.

    Основное различие между экзоцитозом и активным транспортом заключается в том, что при экзозитозе транспортируемая частица оборачивается структурой, окруженной мембраной (везикулой), которая сливается с клеточной мембраной, высвобождая свое содержимое наружу..

    При активной транспортировке транспортируемые элементы можно перемещать в обоих направлениях внутрь или наружу. Напротив, экзоцитоз только переносит свое содержимое наружу.

    Наконец, активный транспорт включает белки как средство транспорта, а не мембранные структуры, как при экзоцитозе..

    ссылки

    1. Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Морган Д., Рафф М., Робертс К. и Уолтер П. (2014). Молекулярная биология клетки (6-е изд.). Гирлянда Наука.
    2. Кэмпбелл, Н. и Рис, Дж. (2005). биология (2-е изд.) Pearson Education.
    3. Лодиш, Х., Берк, А., Кайзер, К., Кригер, М., Бретчер, А., Плое, Х., Амон, А. и Мартин, К. (2016). Молекулярно-клеточная биология (8-е изд.). У. Х. Фриман и Компания.
    4. Purves W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Жизнь: наука биологии (7-е изд.). Sinauer Associates и У. Х. Фриман.
    5. Соломон Э., Берг Л. и Мартин Д. (2004). биология (7-е изд.) Cengage Learning.

    Двигательная активность и ее значение для организма

    Активный транспорт в органах организма.

    «Движение — жизнь!» — этому утверждению уже очень много лет, и оно не утратило своей актуальности. А новейшие исследования только подтвердили его правоту. Зачем необходима двигательная активность, чем опасен ее недостаток и как избежать многих неприятностей – об этом и пойдет речь в статье.

    Значение движения

    Правильная нагрузка необходима для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Когда мышцы включаются в работу, организм начинает выделять эндорфины. Гормоны счастья снимают нервное напряжение и повышают тонус. В результате отрицательные эмоции исчезают, а уровень работоспособности, напротив, взлетает.

    Когда скелетные мышцы включаются в работу, происходит активация окислительно-восстановительных процессов, все органы и системы человека «просыпаются» и включаются в деятельность.

    Поддержание организма в тонусе необходимо для сохранения здоровья.

    Доказано, что у пожилых людей, регулярно занимающихся спортом, органы работают лучше и соответствуют возрастным нормам людей, которые на 5-7 лет моложе.

    Двигательная активность не дает развиваться старческой атрофии мышц. Как человек становится немощным, замечал каждый, кому приходилось соблюдать долгий строгий постельный режим.

    После 10 дней лежания очень трудно выходить на прежний уровень работоспособности, т. к. сила сердечных сокращений уменьшается, что приводит к голоданию всего организма, расстройству обменных процессов и т. д.

    Результатом становится общая слабость, в том числе и мышечная.

    Двигательная активность дошкольников стимулирует не только физическое, но и умственное развитие. Дети, которые с малых лет лишены физической нагрузки, вырастают болезненными и слабыми.

    Почему современные люди все меньше двигаются

    Это обусловлено образом жизни, который зачастую диктуют внешние условия:

    • Физический труд используется все реже. На производстве людей заменяют различные механизмы.
    • Все больше работников умственного труда.
    • В быту используется большое количество приборов. Например, стиральные и посудомоечные машины упростили работу до нажатия на пару кнопок.
    • Широкое использование различных видов транспорта вытеснило пешие и велосипедные прогулки.
    • Очень низка двигательная активность детей, т. к. они отдают предпочтение компьютерным, а не подвижным играм на улице.

    С одной стороны, широкое распространение механизмов значительно облегчило человеку жизнь. С другой стороны, оно же и лишило людей движения.

    Гиподинамия и ее вред

    Недостаточная двигательная активность человека губительна для всего организма. Тело рассчитано на большую ежедневную нагрузку. Когда оно ее не получает, то начинает сокращать функции, уменьшать количество работающих волокон и т. д. Так отсекается все «лишнее» (по мнению организма), т. е. то, что не принимает участия в процессе жизнедеятельности.

    В результате мышечного голодания происходят разрушительные изменения. В первую очередь в сердечно-сосудистой системе. Сокращается количество резервных сосудов, капиллярная сеть уменьшается. Кровоснабжение всего тела, в том числе сердца и мозга ухудшается.

    Малейший тромб может стать причиной для серьезных неприятностей для людей, ведущих сидячий образ жизни. У них не развита система резервных путей кровообращения, поэтому закупорка одного сосуда «отключает» большой участок от питания. У людей, активно двигающихся, быстро налаживается резервный путь снабжения, поэтому они легко восстанавливаются.

    Да и тромбы появляются значительно позже и реже, т. к. в организме не происходит застойных явлений.

    Мышечное голодание может быть опасней, чем авитаминоз или недостаток пищи. Но о последних организм сообщает быстро и доходчиво. Чувство голода совсем неприятно.

    А вот первое никак о себе не сообщает, может даже вызывать приятные ощущения: тело отдыхает, оно расслаблено, ему комфортно.

    Недостаточная двигательная активность организма приводит к тому, что мышцы дряхлеют уже в 30-летнем возрасте.

    Вред долгого сидения

    Большая часть современной работы заставляет человека сидеть по 8-10 часов в сутки. Это очень вредно для организма. Из-за постоянного согнутого положения одни группы мышц перенапрягаются, а другие не получают никакой нагрузки.

    Поэтому у офисных работников часты проблемы с позвоночником. Также происходят застойные явления в органах малого таза, что особенно вредно для женщин, т. к. приводит к нарушениям в работе мочеполовой системы. Кроме этого, атрофируются мышцы ног, сокращается капиллярная сеть.

    Сердце и легкие начинают работать менее эффективно.

    Положительное влияние физических нагрузок

    Благодаря активной мышечной работе, снимается перенапряжение отдельных органов и систем. Улучшается процесс газообмена, кровь циркулирует по сосудам быстрее, а сердце работает более эффективно. Также двигательная активность успокаивает нервную систему, что повышает работоспособность человека.

    Доказано, что люди, ведущие активный образ жизни, живут дольше и меньше болеют. В старости их обходят стороной многие опасные заболевания, например, атеросклероз, ишемия или гипертония. Да и само тело дряхлеть начинает гораздо позже.

    Для кого особенно важно движение

    Конечно же, для тех, у кого малая активность в течение дня. Также необходимо двигаться людям, больным атеросклерозом и гипертонией. Это необязательно должны быть занятия в спортивном или тренажерном зале. Достаточно простых пеших прогулок.

    Неоценимую пользу принесет двигательная активность работникам умственного труда. Она активизирует работу мозга и снимает психоэмоциональное перенапряжение.

    Многие писатели и философы утверждали, что лучшие идеи к ним приходят во время прогулок. Так, в Древней Греции Аристотель даже организовал школу перипатетиков. Он с учениками прогуливался, обсуждая идеи и философствуя.

    Читайте также:  Диагностика коклюша. принципы микробиологической диагностики коклюша. выделение возбудителя коклюша. идентификация возбудителя коклюша.

    Ученый был уверен, что ходьба делает умственную работу более продуктивной.

    Двигательная активность дошкольников должна занимать родителей, т. к. только она может обеспечить правильное и гармоничное развитие ребенка. С малышом нужно много гулять и играть в подвижные игры.

    Самый доступный вид двигательной активности

    «Мне некогда заниматься спортом» — таков ответ большинства людей, когда им говорят о недостатке физической работы. Однако вовсе необязательно выделять по 2-3 часа ежедневно на упражнения.

    Обеспечить себя необходимой «дозой» движения можно и с помощью прогулок. Например, если работа находится в 20 минутах ходьбы, можно дойти до нее, а не ехать на автобусе 2-3 остановки. Очень полезны прогулки перед сном.

    Вечерний воздух очистит мысли, позволит успокоиться, снимет дневное напряжение. Сон будет крепким и здоровым.

    Когда нужно гулять

    Не стоит отправляться на улицу сразу же после еды. В этом случае процесс пищеварения будет затруднен. Необходимо выждать 50-60 минут, чтобы завершилась первая фаза.

    Можно составить режим двигательной активности в течение дня. Например, небольшая прогулка с утра, чтобы взбодриться, потом в обеденный перерыв или после работы. И вечерняя, перед сном. В этом случае достаточно будет 10-15 минут в каждый «заход».

    Если нет решимости или силы воли заставлять себя каждый раз идти на улицу, то можно завести собаку. С ней придется гулять, вне зависимости от желания. Домашние питомцы помогут организовать режим двигательной активности детей, особенно, если последние предпочитают проводить все свободное время за компьтером.

    Как делать это правильно

    Несмотря на то что ходьба – привычное дело для каждого, здесь есть некоторые нюансы, которые необходимо учитывать, чтобы получить максимум эффекта и пользы.

    Шаг должен быть твердым, пружинистым, бодрым. Ходьба должна активно задействовать мышцы стоп, голени и бедра. Также в работу включаются пресс и спина. Всего, чтобы совершить один шаг, необходимо задействовать около 50 мышц.

    Не нужно делать слишком широкие шаги, т. к. это приведет к быстрому утомлению. Расстояние между ногами не должно превышать длину стопы. Также нужно следить за осанкой: держать спину прямо, расправить плечи. И ни в коем случае не горбиться.

    Дыхание при ходьбе должно быть ровным, глубоким, ритмичным.

    Очень важна правильная организация двигательной активности. Ходьба прекрасно тренирует сосуды, улучшает капиллярное и коллатеральное кровообращение. Легкие также начинают работать более эффективно. Это способствует насыщению крови кислородом.

    Организм получает достаточное количество питательных веществ, что ускоряет процессы метаболизма в клетках и тканях, стимулирует процессы пищеварения, улучшает деятельность внутренних органов. В сосуды поступает резервная кровь из печени и селезенки.

    Основные ошибки

    При появлении дискомфорта или болевых ощущений нужно остановиться, отдышаться, при необходимости завершить прогулку.

    Многие люди убеждены, что только большая физическая нагрузка даст результат, но это большая ошибка. Более того, новичкам без подготовки нельзя совершать большие прогулки. Развитие двигательной активности должно происходить постепенно. Тем более нельзя пытаться преодолеть дискомфорт и боль с помощью повышения уровня нагрузки.

    Значение утренней зарядки

    Активный транспорт в органах организма.

    Еще одна полезная привычка. Но люди усиленно продолжают игнорировать рекомендации врачей. Утренняя гимнастика не только разгонит сонливость. Польза ее гораздо больше. В первую очередь, она позволяет «разбудить» нервную систему и наладить ее функционирование. Легкие упражнения приведут организм в тонус и быстро приведут в рабочее состояние.

    Зарядку можно выполнять на свежем воздухе и заканчивать обтираниями или обливаниями. Это даст дополнительный закаливающий эффект. Также воздействие воды поможет избавиться от отечности и нормализует кровоток.

    Легкие упражнения поднимут настроение, двигательная активность человека сделает его бодрым сразу после пробуждения. Также они улучшают многие физические качества: силу, выносливость, быстроту, гибкость и координацию.

    Можно проработать отдельные группы мышц или качества, включив специализированные упражнения в утренний комплекс.

    Ежедневное выполнение упражнений позволит всегда быть в тонусе, поддержит резервные системы организма, а также восполнит дефицит физической работы.

    Правильная организация двигательной активности

    Оптимальный уровень физической нагрузки – дело индивидуальное. Чрезмерный или недостаточный уровень активности не даст оздоровительного результата и пользы не принесет. Очень важно это понимать, чтобы правильно дозировать нагрузку.

    Существует несколько принципов, которые позволят правильно организовать физическую активность. Все они используются при построении тренировочного процесса. Главных всего три:

    • Постепенность. Неподготовленному человеку нужно начинать с малых нагрузок. Если сразу пытаться большой вес или пробежать большую дистанцию, можно нанести значительный вред своему организму. Повышение двигательной активности должно происходить плавно.
    • Последовательность. Очень многогранный принцип. Сначала необходимо знать основы, или наработать базу, или научиться правильно выполнять упражнения, а лишь потом переходить к комплексным элементам. Если коротко, то это принцип «от простого к сложному».
    • Регулярность и систематичность. Если заниматься неделю, а потом забросить дело на месяц, то эффекта от этого не будет. Организм становится сильнее и выносливее только при условии регулярных нагрузок.

    Тренированный организм может быстро приспосабливаться к меняющимся условиям, включать резервы, экономно расходовать силы и т. д. А самое главное – он дольше остается активным, подвижным, а значит, и живым.

    Значение двигательной активности трудно переоценить, т. к. именно она поддерживает организм в рабочем состоянии, позволяет человеку чувствовать себя хорошо.

    Источник

    Транспорт питательных веществ | справочник Пестициды.ru

    Выделяют несколько типов транспортных систем, которые позволяют различным веществам преодолевать преграду цитоплазматической мембраны (ЦПМ) и попадать внутрь клетки микроорганизма. Это пассивная диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт. Отмечается, что только активный транспорт способствует аккумуляции (накоплению) веществ внутри клетки[1].

    Пассивная или простая диффузия – неспецифический процесс. Он происходит за счет разницы концентраций. Передвижение молекул осуществляется из более концентрированного раствора в менее концентрированный (по градиенту их концентрации).Этот процесс не связан с затратой энергии.

    Таким путем в клетку попадают низкомолекулярные вещества: кислород, липофильные соединения (спирты, жирные кислоты), вода, яды и другие, чужеродные для клетки вещества. Таким же образом происходит удаление продуктов обмена.

    Скорость перемещения веществ путем пассивной диффузии невелика и зависит от размеров транспортирующихся молекул[4][3].

    Облегченная диффузия – перенос веществ через цитоплазматическую мембрану по градиенту их концентрации с участием пермеаз (транслоказ) – специфических мембранных белков, способствующих прохождению веществ через цитоплазматическую мембрану[3][1].

    Пермеаза фиксирует на себе молекулу переносимого вещества, вместе с ней преодолевает цитоплазматичекую мембрану. После этого комплекс «вещество-пермеаза» диссоциирует. Освободившаяся пермеаза, диффундирует к наружной поверхности, присоединяет новую молекулу вещества и транспортирует ее внутрь клетки[1].

    Облегченная диффузия не требует расхода энергии, если наружная концентрация вещества выше внутренней, поскольку в таком случае вещество перемещается «вниз» по химическому градиенту.

    Скорость процесса зависит от концентрации вещества в наружном растворе.

    Предполагается, что выход продуктов обмена веществ из микробной клетки может также происходит по методу облегченной диффузии с помощью переносчиков[1].

    Параллельно отмечается, что облегченная диффузия более характерна для эукариотических организмов[4].

    Активный транспорт является основным механизмом избирательного переноса вещества через цитоплазматическую мембрану в клетку против градиента концентрации. Этот процесс протекает при участии локализованных в цитоплазматической мембране переносчиков – пермеаз. Это вещества белковой природы, высокочувствительные к субстрату[3].

    Активным транспортом в цитоплазму бактериальной клетку поступает подавляющее большинство разнообразных веществ (ионы, углеводы, аминокислоты, липиды)[4].

    Для активного транспорта необходимы затраты энергии. Ее получают в виде АТФ, либо за счет протондвижущей силы энергизованной мембраны[3].

    У многих микробов, чаще у грамотрицательных бактерий, в активном транспорте принимают участие связующие белки. Эти вещества не входят в структуру мембраны, не идентичны пермеазам.

    Они локализованы в периплазматическом пространстве. Связующие белки не имеют каталитической активности, но обладают высоким сродством к определенным питательным веществам, аминокислотам, углеводам, неорганическим ионам.

    Выделено и изучено более 100 различных связующих белков[3].

    Активный транспорт осуществляется двумя путями:

    1. Без химической модификации переносимого вещества[4].
    2. С химической модификацией переносимого вещества[4].

    В первом случае молекула питательного вещества образует комплекс с белком периплазматического пространства. Белок взаимодействует со специфической пермеазой цитоплазматической мембраны. После энергозависимого проникновения через цитоплазматическую мембрану комплекс «субстрат – белок периплазмы – пермеаза» диссоциирует и молекула субстрата освобождается[4].

    • Во втором случае наблюдается следующие последовательные процессы:
    • Отмечается, что молекулы субстрата аккумулируются в цитоплазме клеток и теряют способность выйти из них именно за счет фосфорилирования[4].
    • Отдельные авторы второй путь активного транспорта (с химической модификацией переносимого вещества) выделяют в отдельный (четвертый) способ транспорта питательных веществ – транслокацию (перенос) групп (радикалов)[1][3].

    Составитель: Григоровская П.И.

    Страница внесена: 30.07.20 16:54

    Фармакология, под. ред. Ю. Ф. Крылова и В. М. Бобырева. — Москва, 1999. — 1.1.2. Всасывание лекарств через биологические мембраны

    ◄ Листать назад Оглавление Листать вперед ►

    Читайте также:  Вегетативные пароксизмы. Вегетативные кризы.

    Для воздействия на организм лекарство, как правило, должно пройти через ряд биологических мембран: кожи, слизистых оболочек (наружное введение), стенки капилляров, клеточных и субклеточных структур.

    Эти мембраны значительно отличаются по структуре и функциям, имеют различные физико-химические характеристики Но основа их едина — полярные молекулы липопротеидов. Мембрана содержит ферменты, осуществляющие перенос ионов и метаболитов внутрь клетки, их направленный транспорт.

    Поверхность мембраны и входы в ее поры заряжены, что препятствует всасыванию ионов и ионизированных молекул.

    Транспорт лекарств через мембраны зависит от природы вещества, его физико-химических свойств. Большинство липоидорастворимых лекарств (крупные неионизированные молекулы), растворяясь в липидной основе мембраны, проходят через нее за счет простой диффузии.

    Так, хорошо всасываются из желудочно-кишечного тракта неполярные жирорастворимые вещества. Это пассивный транспорт, осуществляемый по градиенту концентрации без использования носителя и без расхода энергии, со скоростью прямо пропорциональной растворимости лекарств в липидах.

    Простая диффузия (или ультрафильтрация) зависит от гидростатического и осмотического давления Мелкие водорастворимые неионизированные молекулы могут фильтроваться с водой через поры мембраны.

    Пассивная простая диффузия и фильтрация являются основными механизмами всасывания лекарств при любом пути их введения.

    Перенос крупномолекулярных веществ через мембрану по и против градиента концентрации осуществляется с помощью посредников — переносчиков, обладающих избирательным сродством к определенным веществам, и с затратой энергии, то есть путем активного транспорта. Энергия черпается из процессов окислительного фосфорилирования, поэтому активный транспорт нарушается при кислородном голодании.

    Большинство лекарств принимают через рот, и при этом всасывание их происходит в основном путем простой диффузии. Этот процесс зависит от рН среды. Нерастворимые лекарства, как правило. не всасываются в желудочно-кишечном тракте.

    Поскольку через мембраны хорошо проникают липоидорастворимые недиссоциированные молекулы, слабые кислоты (например, кислота ацетилсалициловая, барбитураты и т.д.) будут всасываться в желудке, а слабые основания (например, амидопирин, алкалоиды) — в тонком кишечнике.

    Увеличение моторики кишечника снижает, а замедление увеличивает всасывание лекарств. На скорость всасывания влияет наличие или отсутствие пищи, ее состав. Кислоты и основания полностью ионизированые при биологических значениях рН и не всасываются из желудочно-кишечного тракта и поэтому вводятся инъекционно.

    Но и из системы общего кровотока они не проникают в ткани центральной нервной системы (не проходят гематоэнцефалический барьер) и не оказывают на нее влияния.

    При внутримышечном введении всасывание лекарств зависит от их рН и растворимости в воде.

    Плохо растворимые в воде, вещества (сибазон, хлозепид) медленно всасываются после введения в мышцу, что не позволяет использовать этот путь инъецирования жирорастворимых препаратов для целей скорой помощи.

    Проницаемость биологических мембран для лекарственных веществ зависит от числа и характера клеточных слоев. Наиболее проницаемы стенка капилляра, являющаяся типичной липоидопористой мембраной, и гематоальвеолярный барьер.

    Гематоэнцефалический барьер — совокупность мозговых капилляров и покрывающего их слоя нейроглии, практически не проходим для ионизированных молекул. Проницаемость гематоэнцефалического барьера увеличивается при воспалении, кислородном голодании, шоке, кровопотере и другой патологии.

    Слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта представлена клетками выстилающего эпителия и стенкой капилляра. На всасывание лекарственных препаратов из желудочно-кишечного тракта влияет рН и наличие специфических переносчиков для ряда веществ. В подъязычной, десневой, щечной области под слизистой находится венозное сплетение, и всасывание лекарств с этих поверхностей происходит интенсивно.

    Высокую порозность, особенно в ранние сроки беременности, имеет плацентарный барьер, что следует учитывать при назначении лекарств беременным. Эпителий молочных желез более проницаем для лекарств основного характера, поэтому кормящим матерям препараты данного типа лучше не назначать.

    Наименее проницаемым для лекарственных препаратов барьером является кожа, эпидермальный слой которой представлен в основном ороговевшими клетками. Эпидермис проницаем только для жирорастворимых веществ.

    Ионизированные лекарства частично могут поступать в организм через сальные железы и волосяные луковицы. Эпидермальные клетки содержат значительное количество липоидов и белок кератин, который может гидролизоваться щелочами, в результате кожа разрыхляется и повышается ее проницаемость.

    Проницаемость кожных покровов неодинакова в разных участках тела и зависит от возраста. В условиях патологии она может увеличиваться: например, при ожогах, воспалении, расчесах, нарушении целостности кожных покровов и т.д.

    Нанесение лекарств на определенные участки кожи и слизистых может вызывать возникновение рефлекторных эффектов. На этом основано применение горчичников — при бронхите, валидола — при приступе стенокардии.

    ◄ Листать назад Оглавление Листать вперед ►

    Транспортные белки и основные функции транспортных белков

    Что представляют собой транспортные белки?

    Определение 1

    Транспортные белки — это группа белков, переносящие различные лиганды через клеточную мембрану и внутрь клетки, если организм одноклеточный, и между различными клетками (если организм многоклеточный).

    Особенности транспортных белков

    Есть несколько функций, которые белки выполняют в клетках. Это:

    • каталитическая;
    • строительная;
    • ферментативная;
    • энергетическая и др.

    Все белковые молекулы приравниваются к гетерополимерам и отличаются различной длиной. Мономеры белков — это аминокислоты. Белок состоит из таких веществ как кислород, водород, углерод, азот. Практически во всех белках есть в составе сера, так как она считается основной составляющей аминокислот цистеина и метионина.

    Транспортные белки могут внедряться в мембрану или секретироваться из клетки в виде растворов из ядра и органелл эукариотического организма.

    Основные группы транспортных белков:

    • хелатирующие;
    • ионные;
    • транспортирующие.

    Определение 2

    Транспортная функция белков — это процесс участия белков в переносе веществ в клетки и за пределы клеток, а также внутри клеточного пространства.

    В организме человека функция белков находит реализацию в транспорте крови и прочих жидкостей организма, имеющих в составе белковые молекулы.

    Транспортная функция каждой группой упомянутых белков выполняется по-своему: в зависимости от скорости и направления транспорта. Принято считать, что белковая молекула может укладываться разнообразными способами, а также принимать разные формы и конформации. Все это зависит от:

    • условий pH;
    • уровня температуры;
    • наличия конкретных ионов.

    Замечание 1

    Кроме того, структура определяется способом сворачивания полипептидной цепи внутри раствора — на это влияет последовательность аминокислот.

    Специфика видов транспорта

    Белки помогают осуществлять различные виды транспорта. Степень прохождения веществ через билипидный мембранный слой определяет перенос веществ через клеточную мембрану, который протекает в несколько этапов.

    Чтобы клетка полноценно функционировала, в нее должны поступать:

    • углеводы;
    • аминокислоты;
    • ионы щелочных металлов.

    Слои липидов для различных веществ являются практически непроницаемыми. Поэтому внутри мембраны есть специализированные транспортные белки — они переносят полярно заряженные соединения.

    Такой транспорт веществ бывает:

    • активным. Он реализуется с помощью специализированных каналов внутри мембраны против градиента концентрации — в ходе процесса происходят определенные затраты энергии. Активный транспорт предполагает активное участие белков-переносчиков. Чтобы такой перенос состоялся, нужна энергия — транспортные белки ее получают в результате расщепления АТФ;
    • пассивным. Реализуется из области высокой концентрации в область низкой концентрации. При этом затрат энергии не наблюдается. Такой путь имеет вид диффузии, которая может быть простой и облегченной.

    Нужна помощь преподавателя? Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

    Облегченная и простая диффузия

    Белки-переносчики обеспечивают облегченную диффузию. Этот вариант транспорта реализуют различные конформации белка — в процессе могут участвовать несколько белков или один.

    При участии одной лишь транслоказы, то белок связывает вещество и сближается с другой стороной мембраны. После чего он отдает связанное вещество и возвращается в исходное положение.

    Если участвует несколько белков, то один из них связывается с исходным веществом, передает его другому белку до того времени, пока вещество не доходит по цепи до другой стороны мембраны.

    Пассивный транспорт может осуществляться по белкам-каналам. Эти каналы образуют водные поры — они находятся в открытом состоянии в определенный момент времени. Каналы служат средством транспортировки белков из одной клетки в другую.

    Также вещества могут попасть в клетку с помощью эндоцитоза: в этом процессе принимают участие только специализированные транспортные белки.

    Простая диффузия обеспечивает попадание в клетку разнообразных гидрофобных веществ вроде кислорода, азота, бензола, а также полярных молекул вроде воды и углекислого газа. Аминокислоты и моносахариды с помощью простой диффузии попасть в клетку не могут.

    Что касается воды, то она диффундирует в клетку путем осмоса.

    Определение 3

    Осмос — односторонняя диффузия воды через полупроницаемую мембрану в раствор с более высокой концентрацией.

    В растворе с высокой концентрацией есть молекулы растворителя, но в минимальной концентрации. В этот раствор при помощи диффузии просачивается растворитель из области вещества с меньшей концентрацией.

    Основные функции транспортных белков

    Внутри клетки между ядром и другими органоидами через клеточную мембрану осуществляется перенос веществ. Этот перенос возможен за счет ядерных пор, которые пронизывают два слоя белковой оболочки. В свою очередь, оболочки тоже состоят из белков.

    Перенос веществ из цитоплазмы в ядро клетки происходит вместе со специальными белками, которые называются транспортинами. Именно они распознают вещества, которые нужно транспортировать, и образуют с ними связь. Белок-транспортин соединяется с белками ядерной поры, а затем распадается. После этого транспортные белки снова возвращаются в цитоплазму.

    В процессе переноса белков из цитоплазмы к другим органоидам участвуют белки-переносчики. Вещества внутри организма также переносятся при помощи белков.

    Пример 1

    Гемоглобин переносит кислород.

    Плазма крови всегда содержит транспортные белки.

    Определение 4

    Транспортные белки плазмы крови — сывороточные альбумины.

    Пример 2

    Транспортировка жирных кислот происходит при помощи альбуминов сыворотки крови, а гормонов щитовидной железы — при помощи транстиретина.

    Пример 3

    Альбумины помимо прочего переносят билирубин, разнообразные лекарства, ионы и прочие вещества.

    Есть и другие примеры транспортных белков.

    Пример 4

    Миоглобин, белок скелетных мышц, переносит кислород, а глобулин — гормоны и витамины.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector