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.

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.

Пассивный транспорт

Срез носовой полости: верхнечелюстной нерв, его ветви, крылонебный узел и связанные нервы »

Крылонебный узел управляет слезами и слизью. Его волокна раздражаются при аллергии »

Облегченная диффузия

Глюкозу переносят каналы мембраны — они не то же, что открытые поры »

Белковый канал меняет форму при связывании вещества, пропуская его через мембрану »

Опосредованное рецепторами открытие белковой поры

Некоторые каналы открываются только при прикреплении молекулы-посредника (ключа) к белку »

Белковые рецепторы в нейронах позволяют одним клеткам влиять на внутреннюю среду других »

Осмос

U-трубка разделена: вода и концентрированный раствор сахара »

Мембрана пропускает воду, но не сахар — вода идёт в раствор »

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.

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.