Обмен веществ, энергии и информации на уровне клеток происходит вследствие:
- поступление веществ и энергии в клетке;
- метаболизма;
- 3) удаление из клеток.
Какие структуры клеток обеспечивают эти процессы?
Мембранное транспортировки (лат. Transporto – перемещаю) обеспечивает перенос различных веществ, энергии и информации через клеточные мембраны. Малые молекулы и ионы проходят через мембраны путем пассивного или активного транспорта, а перенос макромолекул осуществляется благодаря эндо и экзоцитоза.
Транспортировка веществ через мембраны | |
Пасивная транспортировка | Активная транспортировка |
простая диффузия облегченная диффузия осмос | Через мембрану (ионные насосы) В мембранной упаковке: эндоцитоз (фагоцитоз и пиноцитоз) и экзоцитоз |
Функции тех или иных клеток обязательно сказываются на строении их клеточных мембран. Так, гепатоциты на одном из своих полюсов имеют микроворсинки или внутриклеточные выпячивание мембран для увеличения поверхности и всасывания путем диффузии веществ из крови.
Растворимые в воде соединения транспортируются в клетки путем осмоса, а гидрофобные неполярные вещества – путем облегченной диффузии при участии белков-переносчиков. Мембрана гепатоцитов имеет высокую ферментативную активность для активного транспорта ионов и молекул как внутрь клетки, так и из клетки. Активное транспортировки веществ через мембрану осуществляется против градиента их концентрации с затратой энергии АТФ и при участии специальных мембранных белков, называемых ионными насосами. Например, натрий-калиевый насос обеспечивает перемещение низкомолекулярных соединений (аминокислот, глюкозы) через мембрану за счет различной концентрации ионов Na + и K + внутри клетки и снаружи.
При участии АТФ происходят эндоцитоз и экзоцитоз. При эндоцитозе плазматическая мембрана образует выросты, которые затем превращаются в внутриклеточные пузырьки, содержащие захвачен клеткой материал. Различают два вида эндоцитоза: фагоцитоз и пиноцитоз. Путем эндоцитоза происходит всасывание липопротеиновых частиц из крови после приема жирной пищи, а путем экзоцитоза – высвобождение в кровь жировых капель, желчи. В осуществлении транспортировки веществ большое значение имеют межклеточные контакты. Так, у жвачных канальцев, в которые секретируется желчь, мембраны гепатоцитов связаны плотными контактами и десмосомами для предотвращения диффузии. Для передачи сигнальных молекул или питательных веществ между гепатоцитами существуют щелевые контакты.
Итак, упорядоченность и регуляцию потока веществ, энергии и информации в клетку и из клетки обеспечивает мембранное транспортировки.