Aktif taşımada yer alan bir element. Hücre zarlarından maddelerin taşınması

KBB elektroradyografisi X-ışını filmlerinin yerini alan özel plakaların (selenyum ve diğerleri) icadından sonra kullanılmaya başlandı. Elektroradyografi ayrıca kullanımına dayanmaktadır. röntgen ancak pahalı gümüş (X-ray filmlerinde) kullanma ihtiyacını ortadan kaldırdığı için çok daha ucuzdur. Yöntem ayrıca çekicidir, çünkü incelenen organın görüntüsü 2-3 dakika içinde elde edilebilir ve normal kağıda sınırsız sayıda uygulanabilir.

Sıklıkla elektroradyografi paranazal sinüslerin patolojik durumlarını veya burun kemiklerinin kırıklarını teşhis etmek için kullanılır.

Kağıt üzerinde görüntü açık, zıt çıkıyor. Kemik yapılarının yapısının detayları iyi aktarılmıştır. Resim, mukoza zarındaki patolojik değişiklikleri, sinüslerin kemik duvarlarını açıkça göstermektedir. Elektroradyografi, standart X-ray incelemeleriyle aynı hasta modellerini kullanır.

KBB ultrasonu

önemli ilerleme ilaç radyo elektroniği ve fiziğin başarılarının pratiğe dahil edilmesiyle elde edildi. Bu nedenle hastalıkların tanısında yaygın olarak kullanılmaktadır. iç organlar ultrasonik biyolokasyon aldı. Yöntemin ayrıca KBB organlarının bazı hastalıklarının teşhisinde de etkili olduğu kanıtlanmıştır. Paranazal sinüslerin patolojisinin tanısında ultrason kullanımının uygunluğu kanıtlanmıştır. Şu anda, KBB klinikleri ile donatılmıştır Farklı çeşit bu tür cihazlar.

Yöntem ultrasonik maden arama yoğunlukta farklı ortam ve doku sınırlarında yansıyan sinyallerin kaydına dayalıdır. Özellikle kafa dokularının yoğunluğu farklıdır, bu nedenle akustik dirençleri aynı değildir ve bu nedenle ultrasonik dalgaların içlerinde yayılma hızı aynı değildir. Hava, ultrason dalgası için mutlak bir engeldir, bu nedenle hava yollarının etrafından dolanır ve ekograma yansıtılmaz. Boşlukta irin veya başka bir sıvı, polip veya tümör varsa ekogramda görülür.

Almak ultrason görüntüleme yanak veya alın derisine ince bir tabaka vazelin sürülür ve sensör sıkıca bastırılır. Örneğin, maksiller sinüsün durumuna bağlı olarak, cihaz ekranında, şekli ve konumu patolojik değişikliklerin doğasına bağlı olan bir eğri görüntüsü elde edilir.

Yöntem basit, bilgilendirici ve hastaya zararsızdır. Kulak burun boğaz uzmanının zamanında ve etkili tedavi için çok önemli olan hızlı ve kaliteli tanı koymasını sağlar. Ultrasonik biyolokasyon özellikle koruyucu tıbbi muayeneler için endikedir.

tekrarlanan ekolokasyon tedavi sırasında, kişinin etkinliğini, tedaviyi değiştirme ihtiyacını ve sonlandırma zamanlamasını yargılamasına izin verir. Yöntem, dispanserlere kayıtlı hastaların dinamik gözlemi için kullanılabilir.

KBB (kulak burun boğaz uzmanı), yetişkinlerde ve çocuklarda kulak, burun, paranazal sinüsler, farenks ve gırtlak hastalıklarının teşhisi, tedavisi ve önlenmesi konusunda uzmanlaşmış bir doktordur.

Kulak, burun ve boğaz hastalıkları en sık görülen insan hastalıkları arasındadır. KBB organları birbirine yakın ve işlevsel olarak birbirine bağlı olduğundan, çoğu durumda karmaşık tedavi gereklidir. İlk semptomlara (boğaz veya kulaklarda ağrı, submandibular lenf düğümlerinin büyümesi, burun solunumunda zorluk) dikkat edilmemesi, iltihaplanma sürecinin yayılmasına ve komplikasyonların gelişmesine neden olabilir.

Bir kulak burun boğaz uzmanı ile zamanında randevu ve onun tarafından verilen tedavi, sağlığınızı hızlı bir şekilde iyileştirmenize ve gelecekte sorunlardan kaçınmanıza izin verecektir. Moskova'da bir kulak burun boğaz uzmanı ile randevuya ihtiyacınız varsa, lütfen Family Doctor JSC ile iletişime geçin. Uygun bir zamanda yüksek nitelikli bir uzmandan randevu alabilirsiniz. KBB hastalıklarının cerrahi tedavisi Hastane Merkezimizde ve Cerrahi Hastanemizde yapılmaktadır.

KBB doktoruna hangi hastalıklarla gitmelisiniz?

KBB doktorunun yetkinliği, aşağıdakiler de dahil olmak üzere hem terapötik hem de cerrahi tedavi gerektiren hastalıkları içerir:

KBB organlarına verilen hasarın eşlik ettiği bulaşıcı hastalıklar;

burun, kulak ve boğaz yaralanmaları;

nazal septumun deformasyonu;

koku alma duyusunun ihlali;

paranazal sinüslerin hastalıkları ve yaralanmaları;

farenjit - farenksin iltihabı;

bademcik iltihabı - bademcik iltihabı;

larenjit - gırtlak iltihabı;

tracheitis - trakeanın iltihabı;

orta kulak iltihabı - dış, orta ve iç kulak iltihabı;

işitme bozukluğu;

kulak hastalıkları ile ilişkili denge bozuklukları;

gibi belirtiler varsa bir kulak burun boğaz uzmanına görünmeniz gerekebilir.

burun akıntısı, hapşırma, burun akıntısı, burun kaşıntısı;

koku alma duyusunun ihlali;

sık burun kanaması;

burun, boğaz veya kulakta ağrı;

zor nefes alma;

yutma bozukluğu;

kulakta yabancı sesler;

baş dönmesi, nedeni bilinmeyen uzun süreli baş ağrıları;

İlk belirtiler göründüğünde, bir KBB doktorundan randevu alın. Modern yöntemler teşhis, KBB hastalıklarının ilk aşamalarda tespit edilmesini sağlar ve tedavi süresini kısaltır.

KBB hastalıklarının tanı yöntemleri

Bir KBB doktorunun Family Doctor JSC ağının kliniklerinde ayakta tedavi alması, en tanısal (endoskopik dahil) ekipman kullanılarak gerçekleştirilir. KBB organlarının anamnezini ve enstrümantal teşhisini almanın yanı sıra, doktor aşağıdakileri içeren ek çalışmaları reçete edebilir (veya yürütebilir):

Spesifik anatomik yapıların görselleştirilmesi için.

- Yabancı cisimleri, tümörleri ve deformiteleri tanımlamayı mümkün kılan özel bir madde ile kontrast oluşturan farinksin röntgen muayenesi.

İlgi alanının üç boyutlu görüntülerini elde etmenizi sağlar.

Ve işitme organlarının durumunu belirlemek için.

Araştırma sürecinde herhangi bir nedenle geri bildirimde bulunamayan hastalar için yapılır.

Laboratuvar teşhisi (doktor, resepsiyonda sorunlu bölgeden biyolojik materyal alacak ve araştırma için laboratuvara aktaracaktır).

KBB hastalıklarının tedavisi

Tedavi, ilk muayenenin verilerine göre size hemen atanacaktır. Bir sonraki randevuda, enstrümantal ve laboratuvar teşhis sonuçlarını alan KBB doktoru, gerekirse, mümkün olan en kısa sürede maksimum sonucu elde etmek için değişiklikler yapacaktır. Öngörülen tedavi aşağıdaki gibi yöntemleri içerebilir:

KBB hastalıkları için ilaç tedavisi.

Rinit ve sinüzit için donanım.

Kronik bademcik iltihabının alevlenmesini hızla durdurmanızı sağlar.

Östakiit ve işitme kaybı ile.

Politzer'e göre teşhis ve tedavi amaçlı.

Zar taşıma proteinleri, iyonların plazmalemma yoluyla taşınmasında yer alır. Bu proteinler bir maddeyi bir yönde (uniport) veya aynı anda birkaç maddeyi (symport) iletebilir ve ayrıca bir maddenin alınmasıyla birlikte hücreden başka bir maddeyi uzaklaştırabilir (antiport). Örneğin glikoz, hücrelere Na + iyonu ile sempatik olarak girebilir. İyon taşınması, konsantrasyon gradyanı boyunca, yani pasif olarak, ek enerji tüketimi olmadan gerçekleşebilir. Pasif taşıma durumunda, bazı membran taşıma proteinleri, konsantrasyon gradyanı boyunca basit difüzyon yoluyla membrandan çözünmüş moleküllerin geçtiği kanallar olan moleküler kompleksler oluşturur. Bu kanallardan bazıları sürekli açıktır, diğerleri ise ya sinyal moleküllerine bağlanmaya ya da hücre içi iyon konsantrasyonundaki bir değişikliğe yanıt olarak kapatılabilir ya da açılabilir. Diğer durumlarda, özel zar taşıyıcı proteinler seçici olarak bir veya başka bir iyona bağlanır ve onu zar boyunca taşır (kolaylaştırılmış difüzyon). Hücrelerin sitoplazmasındaki iyonların konsantrasyonu, yalnızca dış ortamdaki konsantrasyondan değil, aynı zamanda daha yüksek hayvanların vücudundaki hücreleri yıkayan kan plazmasından bile keskin bir şekilde farklıdır. Hem hücrelerin içinde hem de dışında tek değerli katyonların toplam konsantrasyonu pratik olarak aynıdır (150 mM), izotoniktir. Ancak sitoplazmada, K + konsantrasyonu neredeyse 50 kat daha yüksektir ve Na +, kan plazmasındakinden daha düşüktür ve bu fark sadece canlı bir hücrede korunur: bir hücre öldürülürse veya içinde metabolik süreçler baskılanırsa, daha sonra bir süre sonra her iki taraftaki iyonik farklılıklar plazma zarı kaybolacaktır. Hücreleri basitçe +2 o С'ye soğutabilirsiniz ve bir süre sonra zarın her iki tarafındaki K + ve Na + konsantrasyonları aynı olacaktır. Hücreler ısıtıldığında, bu fark geri yüklenir. Bu fenomen, ATP'nin hidrolizi nedeniyle enerji harcarken, konsantrasyon gradyanına karşı çalışan hücrelerde membran protein taşıyıcılarının bulunması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu tür madde transferine aktif taşıma denir ve protein iyon pompaları kullanılarak gerçekleştirilir. Plazma zarı, aynı zamanda bir ATPaz olan bir pompa olan iki alt birimli bir molekül (K + + Na +) içerir. Bu pompa, bir çevrimde 3 Na + iyonunu dışarı pompalar ve konsantrasyon gradyanına karşı 2 K + iyonunu hücreye pompalar. Bu durumda, bir ATP molekülü, ATPaz fosforilasyonuna gider, bunun sonucunda Na + hücreden zardan taşınır ve K + bir protein molekülüne bağlanabilir ve daha sonra hücreye aktarılabilir. Membran pompalar yardımıyla aktif taşımanın bir sonucu olarak, iki değerli katyonlar Mg2+ ve Ca+'nın konsantrasyonu da ATP tüketimi ile hücrede düzenlenir. İyonların aktif taşınması ile kombinasyon halinde, çeşitli şekerler, nükleotitler ve amino asitler plazma zarından geçer. Bu nedenle, pasif olarak taşınan Na + iyonunun akışıyla birlikte (eş zamanlı olarak) hücreye nüfuz eden glikozun aktif taşınması, (K +, Na +) - pompasının aktivitesine bağlı olacaktır. Bu pompa bloke edilirse, zarın her iki tarafındaki Na + konsantrasyonundaki fark yakında ortadan kalkacak, Na +'nın hücreye difüzyonu azalacak ve aynı zamanda hücreye glikoz akışı Dur. (K + + Na +) - ATPaz'ın çalışması geri yüklenir ve iyon konsantrasyonunda bir fark oluşur oluşmaz, Na +'nın yaygın akışı ve aynı anda glikozun taşınması hemen artar. Bunun gibi

Amino asitlerin taşınması, simport sistemleri olarak çalışan ve aynı anda iyonları transfer eden özel taşıyıcı proteinler tarafından zar boyunca taşınan gerçekleştirilir. Şekerlerin ve amino asitlerin aktif taşınması bakteri hücreleri hidrojen iyonlarının gradyanı nedeniyle. Düşük moleküler ağırlıklı bileşiklerin pasif veya aktif taşınmasına özel zar proteinlerinin katılımı, bu işlemin yüksek özgüllüğünü gösterir. Pasif iyonik taşıma durumunda bile, proteinler bu iyonu “tanırlar”, onunla etkileşime girerler, spesifik olarak bağlanırlar, yapılarını ve işlevlerini değiştirirler. Sonuç olarak, basit maddelerin taşınması örneğinde bile, membranlar, reseptörler olarak analizörler olarak hareket eder. Membranın reseptör işlevi, özellikle biyopolimerler hücre tarafından emildiğinde kendini gösterir.

Hücreler arası temaslar.

Çok hücreli organizmalarda, hücreler arası etkileşimler nedeniyle, bakımı farklı şekillerde gerçekleştirilen karmaşık hücre düzenekleri oluşur. Embriyonik, embriyonik dokularda, özellikle erken aşamalar Gelişimde hücreler, yüzeylerinin birbirine yapışma özelliğinden dolayı birbirleriyle iletişim halinde kalırlar. Bu mülk yapışma hücrelerin (bağlantı, yapışma), özellikle birbirleriyle etkileşime giren yüzeylerinin özellikleri ile belirlenebilir. Bazen, özellikle tek tabakalı epitellerde, komşu hücrelerin plazma zarları, marangoz dikişine benzeyen çoklu invaginasyonlar oluşturur. Bu, hücreler arası bağlantı için ek güç yaratır. Bu kadar basit bir yapışkan (ancak özel) bağlantıya ek olarak, belirli işlevleri yerine getiren bir dizi özel hücreler arası yapı, temas veya bağlantı vardır. Bunlar kilitleme, ankraj ve haberleşme bağlantılarıdır. Kilitleme veya sıkı, bağlantı, tek katmanlı epitelin karakteristiğidir. Bu, iki plazma zarının dış katmanlarının mümkün olduğunca yakın olduğu bölgedir. Bu temasta genellikle üç katmanlı bir zar görülür: her iki zarın iki dış ozmiofilik katmanı, 2 - 3 nm kalınlığında ortak bir katmanda birleşiyor gibi görünmektedir. Donma ve bölünme yöntemi kullanılarak yakın temas bölgesindeki plazma zarı kırıklarının düzlemsel hazırlıklarında, zarların temas noktalarının sıralar halinde düzenlenmiş globüller (büyük olasılıkla plazma zarının özel integral proteinleri) olduğu bulundu. Bu tür globül veya şerit sıraları, bölünme yüzeyi üzerinde bir kafes veya ağ oluşturacak şekilde kesişebilir.Bu yapı, epitelyumun, özellikle glandüler ve intestinal olanların çok karakteristik özelliğidir. V son durum sıkı temas, hücreyi apikal (üst, bağırsak lümenine bakan) kısmında çevreleyen sürekli bir plazma membran füzyon bölgesi oluşturur. Böylece, katmanın her hücresi, olduğu gibi, bu temasın bir bandı ile çevrilidir. Özel renklere sahip bu tür yapılar ışık mikroskobunda da görülebilir. Morfologlardan uç plakaların adını aldılar. Bu durumda, kapama sıkı temasının rolü sadece hücrelerin birbirleriyle mekanik bağlantısında değildir. Bu temas alanı, makromoleküllere ve iyonlara karşı zayıf geçirgendir ve bu nedenle, hücreler arası boşlukları kilitler, bloke eder, onları (ve bunlarla birlikte vücudun iç ortamını) dış ortamdan (bu durumda, bağırsak lümenini) izole eder. ). Tüm sıkı bağlantılar makromoleküllere engel olmasına rağmen, farklı epitellerde küçük moleküllere geçirgenlikleri farklıdır. Ankraj (yapışma) bağlantılar veya kontaklar, yalnızca komşu hücrelerin plazma zarlarını bağlamakla kalmayıp, aynı zamanda hücre iskeletinin fibriler elemanlarına da bağlandıkları için bu şekilde adlandırılır. Bu tip bileşik, iki tip proteinin varlığı ile karakterize edilir. Bunlardan biri, hücreler arası bağlantının kendisinde veya plazmalemmanın hücre dışı matrisin bileşenleri (epitelin temel zarı, bağ dokusunun hücre dışı yapısal proteinleri) ile birleşmesinde yer alan transmembran bağlayıcı (bağlayıcı) proteinlerle temsil edilir. İkinci tip, hücre iskeletinin sitoplazmik fibrilleri ile bu tür temasın zar elemanlarını bağlayan veya sabitleyen hücre içi proteinleri içerir. Hücreler arası nokta adezyon bağlantıları birçok epitelyal olmayan dokuda bulunur, ancak adezyonun yapısı (yapıştırıcı) daha açık bir şekilde tanımlanır. bantlar veya tek katmanlı epitelde kemerler. Bu yapı, sıkı bir bağlantı durumunda olduğu gibi, epitel hücresinin tüm çevresini çevreler. Çoğu zaman, böyle bir kayış veya bant, sıkı bağlantının altında bulunur. Bu yerde, plazma zarları bir araya getirilir ve 25 - 30 nm'lik mesafe bile biraz ayrılır ve aralarında artan yoğunluklu bir bölge görülür. Bunlar, Ca ++ iyonlarının katılımıyla özellikle birbirine yapışan ve iki komşu hücrenin zarlarının mekanik bağlantısını sağlayan transmembran glikoproteinlerin etkileşim yerlerinden başka bir şey değildir. Bağlayıcı proteinler, homojen zarların hücreler tarafından spesifik olarak tanınmasını sağlayan kaderin - reseptör proteinlerine aittir. Glikoprotein tabakasının yok edilmesi, tek tek hücrelerin izolasyonuna ve epitel tabakasının tahrip olmasına yol açar. Sitoplazmik taraftan, zarın yakınında, plazma zarı boyunca uzanan bir demet şeklinde uzanan ince (6 - 7 nm) bir filament tabakasının birleştiği yoğun bir madde birikimi görülür. hücre. İnce filamentler aktin fibrilleridir; yoğun bir peri-membran tabakası oluşturan protein vinculin aracılığıyla plazma zarına bağlanırlar. Bant bağlantısının işlevsel önemi, yalnızca hücrelerin birbirine mekanik olarak yapışmasında yatar: banttaki aktin filamentlerinin büzülmesiyle hücrenin şekli değişebilir. Odak kontakları veya debriyaj plakaları, birçok hücrede bulunur ve özellikle fibroblastlarda iyi çalışılmıştır. Yapışkan bantlarla genel bir plana göre inşa edilirler, ancak küçük alanlar şeklinde ifade edilirler - plazmalemma üzerindeki plaklar. Bu durumda, transmembran bağlayıcı proteinler, fibronektin gibi hücre dışı matris proteinlerine spesifik olarak bağlanır. Sitoplazmanın yanında, bu aynı glikoproteinler, sırayla bir aktin filamenti demeti ile ilişkili olan vinkulin içeren zar proteinleriyle ilişkilidir. Fokal temasların işlevsel önemi, hem hücrenin hücre dışı yapılara bağlanmasında hem de hücrelerin hareket etmesini sağlayan bir mekanizmanın yaratılmasında yatmaktadır. Dezmozomlar plaklara veya düğmelere benzeyen hücreler de hücreleri birbirine bağlar. Hücreler arası boşlukta, burada ayrıca, Ca ++ iyonlarına bağlı olarak hücreleri birbirine bağlayan entegre membran glikoproteinleri - desmogleinler ile etkileşime giren yoğun bir katman da görülebilir. Sitoplazmik tarafta, hücre iskeletinin ara filamentlerinin bağlandığı plazmolemmaya bitişik bir protein desmoplakin tabakası bulunur. Dezmozomlar en sık epitelde bulunur, bu durumda ara filamentler keratin içerir. Kalp kası hücreleri olan kardiyomiyositler, desmozomların bir parçası olarak desmin fibrilleri içerir. Damarların entotheliumunda, dezmozomlar vimentin ara filamentlerini içerir. Yarı-dezmozomlar, yapı olarak dezmozoma benzer, ancak hücreler arası yapılarla hücrelerin bir bağlantısını temsil eder. Dezmozomların ve yarı-dezmozomların işlevsel rolü tamamen mekaniktir: hücreleri birbirine ve alttaki hücre dışı matrise bağlarlar. Sıkı temasın aksine, her türlü bağlantı kontakları geçirgen sulu çözeltiler ve difüzyonu sınırlamada hiçbir rol oynamazlar. oluklu kontaklar hücrelerin iletişim bağlantıları olarak kabul edilir. Bu yapılar canlı iletimde yer alır. kimyasal maddeler hücreden hücreye. Bu tür temas, iki komşu hücrenin plazma zarlarının 2 - 3 nm mesafede yakınsaması ile karakterize edilir. Dondurarak parçalama yöntemini kullanarak. Bölünmüş membranlarda, boşluk temas bölgelerinin (0,5 ila 5 um boyutunda), 7-8 nm çapında, 8-10 nm'lik bir periyotla altıgen olarak yerleştirilmiş ve merkezde yaklaşık 2 kuyuya sahip parçacıklarla noktalandığı ortaya çıktı. kanalın. Bu parçacıklara connexon denir. Boşluk temas bölgelerinde, bağlı olarak 10 - 20 ila birkaç bin bağlantı olabilir. fonksiyonel özellikler hücreler. Connexons hazırlayıcı olarak izole edildi. Altı bağlayıcı protein alt biriminden oluşurlar. Birbirleriyle birleşen bağlantılar, ortasında bir kanal olan bir konnekson olan silindirik bir agrega oluşturur. Bireysel bağlantılar, plazma zarının içine yerleştirilmiştir, böylece onu delip geçerler. Bir hücrenin plazma zarı üzerindeki bir konnekson, komşu bir hücrenin plazma zarı üzerindeki bir konnekson ile tam olarak zıttır, böylece iki konnekonun kanalları tek bir bütün oluşturur. Connexons, iyonların ve düşük moleküler ağırlıklı maddelerin hücreden hücreye yayılabileceği doğrudan hücreler arası kanalların rolünü oynar. Connexons, iç kanalın çapını değiştirerek kapanabilir ve böylece hücreler arasında moleküllerin taşınmasının düzenlenmesine katılabilir. Ne proteinler ne de nükleik asitler boşluk bağlantılarından geçemez. Boşluk bağlantılarının düşük moleküler ağırlıklı bileşikleri geçirme yeteneğinin temelinde yatar. hızlı transfer bir sinir aracısının katılımı olmadan hücreden hücreye elektriksel dürtü (uyarma dalgası). Sinaptik temas (sinapslar)... Sinapslar, uyarılma veya inhibisyonun bir elementten diğerine tek yönlü iletimi için özelleşmiş iki hücre arasındaki temas alanlarıdır. Bu tür temas, sinir dokusunun özelliğidir ve hem iki nöron arasında hem de nöronlar ile diğer bazı elementler – bir reseptör veya efektör – arasında meydana gelir. Nöromüsküler terminal de sinaptik temasın bir örneğidir. Nöronal sinapslar genellikle armut biçimli uzantılara (plaklar) benzer. Sinaptik plaklar hem başka bir nöronun gövdesiyle hem de süreçleriyle temas edebilir. Sinir hücrelerinin (aksonlar) periferik süreçleri, efektör hücreler (kas veya glandüler) veya reseptör hücreleri ile spesifik temaslar oluşturur. Sonuç olarak, bir sinaps, iki hücrenin bölgeleri arasında oluşan özel bir yapıdır (tıpkı dezmozom gibi). Sinaptik temas bölgelerinde, hücre zarları hücreler arası bir boşlukla ayrılır - yaklaşık 20-30 nm genişliğinde bir sinaptik yarık. Çoğu zaman, yarığın lümeninde, zarlara dik olan ince lifli bir materyal görülür. Sinaptik temas alanında uyarı ileten bir hücrenin zarına presinaptik, dürtüyü alan başka bir hücrenin zarına postsinaptik denir. Presinaptik zarın yakınında çok sayıda küçük vakuol - nörotransmiterlerle dolu sinaptik veziküller - bulunur. Sinir impulsunun geçişi sırasında sinaptik veziküllerin içeriği ekzositoz ile sinaptik yarığa salınır. Postsinaptik zar Sitoplazmanın yanından çok sayıda ince fibrilin birikmesi nedeniyle genellikle sıradan zarlardan daha kalın görünür. Plazmodesmata. Bu tür hücreler arası iletişim bitkilerde bulunur. Plasmodesmata, iki bitişik hücreyi birbirine bağlayan ince tübüler sitoplazmik kanallardır. Bu kanalların çapı genellikle 20 - 40 nm'dir. Bu kanalları sınırlayan zar, doğrudan komşu hücrelerin plazma zarlarına geçer. Plazmodesmata, hücreleri ayıran hücre duvarından geçer. Komşu hücrelerin endoplazmik retikulumunun sarnıçlarını bağlayan membran tübüler elemanlar, plazmodesmata içine nüfuz edebilir. Plazmodesmata, birincil hücre zarı inşa edildiğinde bölünme sırasında oluşur. Yeni bölünmüş hücrelerde, plazmodesmata sayısı çok büyük olabilir (hücre başına 1000'e kadar). Hücrelerin yaşlanması ile hücre duvarının kalınlığının artmasıyla birlikte yırtılmalar nedeniyle sayıları azalır. Lipid damlacıkları plazmodesmata boyunca hareket edebilir. Hücreler, plazmodesmata yoluyla bitki virüsleri ile enfekte olur.

Hücrenin çevre ile çeşitli maddeler ve enerji alışverişi yapması hayati önem taşır. gerekli kondisyon onun varlığı.

Tutarlılığı korumak için kimyasal bileşim ve ortamın kimyasal bileşimi ve özelliklerinde ve hücrenin sitoplazmasında önemli farklılıklar olduğu durumlarda sitoplazmanın özellikleri, olmalıdır. özel taşıma mekanizmaları maddeleri seçici olarak hareket ettirir.

Özellikle hücreler, çevreden oksijen ve besinleri iletmek ve metabolitleri içine almak için mekanizmalara sahip olmalıdır. Sadece hücre ile dış çevre arasında değil, hücre organelleri ile sitoplazma arasında da çeşitli maddelerin konsantrasyon gradyanları bulunur ve hücrenin farklı kompartımanları arasında madde taşıma akışları gözlenir.

Bilgi sinyallerinin algılanması ve iletilmesi için özellikle önemli olan, mineral iyonlarının konsantrasyonlarındaki transmembran farkının korunmasıdır. Na +, K +, Ca 2+... Hücre, metabolik enerjisinin önemli bir bölümünü bu iyonların konsantrasyon gradyanlarını korumak için harcar. İyonik gradyanlarda depolanan elektrokimyasal potansiyellerin enerjisi, hücrenin plazma zarının uyaranlara yanıt vermeye sürekli hazır olmasını sağlar. Kalsiyumun hücreler arası ortamdan veya hücre organellerinden sitoplazmaya girişi, birçok hücrenin hormonal sinyallere tepkisini sağlar, nörotransmitterlerin salınımını kontrol eder ve tetikler.

Pirinç. Taşıma türlerinin sınıflandırılması

Maddelerin geçiş mekanizmalarını anlamak hücre zarları hem bu maddelerin özelliklerini hem de membranların özelliklerini dikkate almak gerekir. Taşınan maddeler farklıdır moleküler ağırlık, taşınan yük, suda çözünürlük, lipitler ve bir dizi başka özellik. Plazma ve diğer zarlar, yağda çözünen polar olmayan maddelerin kolayca yayıldığı ve polar nitelikteki su ve suda çözünür maddelerin geçmediği geniş lipit alanları ile temsil edilir. Bu maddelerin transmembran hareketi için hücre zarlarında özel kanalların bulunması gereklidir. Polar maddelerin moleküllerinin taşınması, boyutlarındaki ve yüklerindeki artışla zorlaşır (bu durumda ek transfer mekanizmaları gereklidir). Konsantrasyona ve diğer gradyanlara karşı maddelerin transferi ayrıca özel taşıyıcıların katılımını ve enerji harcamalarını gerektirir (Şekil 1).

Pirinç. 1. Hücre zarlarından maddelerin basit, kolaylaştırılmış difüzyonu ve aktif taşınması

Transmembran hareketi için yüksek moleküler ağırlıklı bileşikler, membran kanallarından nüfuz edemeyen supramoleküler parçacıklar ve hücre bileşenleri, özel mekanizmalar kullanılır - fagositoz, pinositoz, ekzositoz, hücreler arası boşluklardan transfer. Bu nedenle, çeşitli maddelerin transmembran hareketi, genellikle özel taşıyıcıların katılım belirtilerine ve enerji tüketimine göre bölünen farklı yöntemler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Hücre zarlarında pasif ve aktif taşıma vardır.

Pasif ulaşım- maddelerin bir gradyan (konsantrasyon, ozmotik, hidrodinamik, vb.) boyunca ve enerji tüketimi olmadan bir biyomembran içinden transferi.

Aktif taşımacılık- maddelerin bir biyomembrandan bir eğime karşı ve enerji tüketimi ile taşınması. İnsanlarda, metabolik reaksiyonlar sırasında üretilen tüm enerjinin %30-40'ı bu tür taşıma için harcanmaktadır. Böbreklerde tüketilen oksijenin %70-80'i aktif taşıma için kullanılır.

Maddelerin pasif taşınması

Altında pasif ulaşım Bir maddenin, uygulanması için doğrudan enerji harcaması gerektirmeyen çeşitli gradyanlar (elektrokimyasal potansiyel, bir maddenin konsantrasyonu, elektrik alanı, ozmotik basınç, vb.) boyunca zarlardan transferini anlarlar. Maddelerin pasif taşınması, basit ve kolaylaştırılmış difüzyon yoluyla gerçekleşebilir. altında olduğu bilinmektedir. yayılma Termal titreşimlerinin enerjisinden dolayı çeşitli ortamlarda madde parçacıklarının kaotik hareketini anlar.

Bir maddenin molekülü elektriksel olarak nötr ise, bu maddenin difüzyon yönü yalnızca, örneğin hücrenin dışında ve içinde veya arasında, bir zarla ayrılmış ortamlarda maddenin konsantrasyonlarının farkı (gradyan) ile belirlenir. onun kompartımanları. Bir molekül, bir maddenin iyonları bir elektrik yükü taşıyorsa, difüzyon hem konsantrasyon farkından, bu maddenin yükünün büyüklüğünden hem de zarın her iki tarafındaki yüklerin varlığından ve işaretinden etkilenecektir. Membran üzerindeki konsantrasyon kuvvetlerinin ve elektriksel gradyanların cebirsel toplamı, elektrokimyasal gradyanın büyüklüğünü belirler.

Basit difüzyon hücre zarının kenarları arasında belirli bir maddenin, elektrik yükünün veya ozmotik basıncın konsantrasyon gradyanlarının varlığı nedeniyle gerçekleştirilir. Örneğin, kan plazmasındaki ortalama Na + iyonları içeriği 140 mM / L ve eritrositlerde - yaklaşık 12 kat daha az. Bu konsantrasyon farkı (gradyan) itici güç sodyumun plazmadan eritrositlere geçişini sağlar. Bununla birlikte, zarın Na + iyonlarına karşı geçirgenliği çok düşük olduğundan, böyle bir geçişin hızı düşüktür. Bu zarın potasyum geçirgenliği çok daha fazladır. Basit difüzyon süreçleri, hücresel metabolizmanın enerjisini tüketmez.

Basit difüzyon hızı Fick denklemi ile tanımlanır:

dm / dt = -kSΔC / x,

nerede dm/ dt- birim zamanda yayılan bir maddenin miktarı; NS - bir yayılma maddesi için zar geçirgenliğini karakterize eden difüzyon katsayısı; S- difüzyon yüzey alanı; ΔC- zarın her iki tarafındaki maddenin konsantrasyonundaki fark; NS Difüzyon noktaları arasındaki mesafedir.

Difüzyon denkleminin analizinden, basit difüzyon hızının, maddenin zarın kenarları arasındaki konsantrasyon gradyanı, belirli bir madde için zar geçirgenliği ve difüzyon yüzey alanı ile doğru orantılı olduğu açıktır.

Açıktır ki, difüzyon yoluyla zardan en kolay hareket eden, difüzyonu hem konsantrasyon gradyanı boyunca hem de elektrik alanı gradyanı boyunca gerçekleştirilen maddeler olacaktır. Ancak maddelerin zarlardan difüzyonu için önemli bir koşul, fiziki ozellikleri membran ve özellikle maddeye karşı geçirgenliği. Örneğin, konsantrasyonu hücre dışında hücrenin içindekinden daha yüksek olan ve plazma zarının iç yüzeyi negatif yüklü olan Na + iyonları, hücre içine kolayca difüze olmalıdır. Bununla birlikte, Na + iyonlarının dinlenme halindeki hücrenin plazma zarından difüzyon hızı, hücreden konsantrasyon gradyanı boyunca yayılan K + iyonlarınınkinden daha düşüktür, çünkü K + iyonları için dinlenme sırasındaki zar geçirgenliği, hücreden daha yüksektir. Na + iyonları için.

Membran çift tabakasını oluşturan fosfolipidlerin hidrokarbon radikalleri hidrofobik özelliklere sahip olduğundan, hidrofobik maddeler zardan kolaylıkla difüze olabilir, özellikle lipidlerde (steroid, tiroid hormonları, bazı narkotik maddeler, vb.) kolayca çözünür. Hidrofilik yapıdaki düşük moleküler maddeler, mineral iyonları, kanal oluşturan protein molekülleri tarafından oluşturulan zarların pasif iyon kanallarından ve muhtemelen, zarda ortaya çıkan ve zarda kaybolan fosfolyum moleküllerinin zardaki istiflenme hataları yoluyla yayılır. termal dalgalanmalar

Maddelerin dokulardaki difüzyonu sadece hücre zarları yoluyla değil, aynı zamanda örneğin tükürükten dişin dentin dokusuna emaye yoluyla diğer morfolojik yapılar yoluyla da gerçekleştirilebilir. Bu durumda, difüzyon koşulları hücre zarlarından geçenle aynı kalır. Örneğin oksijen, glikoz, mineral iyonlarının tükürükten diş dokusuna difüzyonu için tükürükteki konsantrasyonlarının diş dokularındaki konsantrasyonu aşması gerekir.

Normal koşullar altında, polar olmayan ve küçük elektriksel olarak nötr polar moleküller, basit difüzyonla fosfolipid çift tabakasından önemli miktarlarda geçebilir. Önemli miktarlarda diğer polar moleküllerin taşınması, taşıyıcı proteinler tarafından gerçekleştirilir. Bir maddenin transmembran geçişi için bir taşıyıcının katılımı gerekliyse, o zaman "difüzyon" terimi yerine genellikle terim kullanılır. maddenin zardan taşınması.

Kolaylaştırılmış difüzyon, bir maddenin basit "difüzyonunun" yanı sıra, konsantrasyonunun gradyanı boyunca gerçekleştirilir, ancak basit difüzyonun aksine, belirli bir protein molekülü, bir taşıyıcı, bir maddenin zardan transferinde rol oynar (Şek. 2).

Kolaylaştırılmış difüzyon Bir taşıyıcı kullanılarak bir konsantrasyon gradyanı boyunca gerçekleştirilen biyolojik zarlar boyunca iyonların bir tür pasif transferidir.

Bir maddenin taşıyıcı protein (taşıyıcı) kullanılarak transferi, bu protein molekülünün zara entegre olabilmesi, onu geçirebilmesi ve suyla dolu kanallar oluşturabilmesine dayanır. Taşıyıcı, taşınan maddeye geri dönüşümlü olarak bağlanabilir ve aynı zamanda, şeklini geri dönüşümlü olarak değiştirebilir.

Taşıyıcı proteinin iki konformasyonel durumda olabileceği varsayılmaktadır. Örneğin, bir eyalette a bu proteinin taşınan maddeye afinitesi vardır, bağlanma yerleri içe dönüktür ve zarın bir tarafında açık bir gözenek oluşturur.

Pirinç. 2. Kolaylaştırılmış difüzyon. Metindeki açıklama

Bir maddeye bağlanan taşıyıcı protein, konformasyonunu değiştirir ve duruma geçer. 6 ... Bu konformasyonel dönüşüm sırasında, taşıyıcı taşınan madde ile olan afinitesini kaybeder, taşıyıcı ile olan bağdan kurtulur ve zarın diğer tarafındaki bir gözenek içine aktarılır. Bundan sonra, protein tekrar a durumuna geri döner. Bir maddenin bir taşıyıcı protein tarafından zardan geçmesine denir. üniforma.

Kolaylaştırılmış difüzyon ile glikoz gibi düşük moleküllü maddeler hücreler arası boşluklardan hücrelere, kandan beyne taşınabilir, bazı amino asitler ve glukoz birincil idrardan kana böbrek tübüllerinde geri emilebilir, amino asitler asitler ve monosakkaritler bağırsaktan emilebilir. Kolaylaştırılmış difüzyonla maddelerin taşınma hızı, kanaldan saniyede 108 parçacığa ulaşabilir.

Bir maddenin, zarın her iki tarafındaki derişimlerinin farkıyla doğru orantılı olan basit difüzyonla transfer hızının aksine, difüzyonu kolaylaştırılmış bir maddenin transfer hızı, difüzyondaki farkın artmasıyla orantılı olarak artar. bir maddenin konsantrasyonu, zarın her iki tarafındaki maddenin konsantrasyonundaki farkın artmasına rağmen, yükselmediği belirli bir maksimum değere kadar. Kolaylaştırılmış difüzyon sürecinde maksimum aktarım hızının (doygunluk) elde edilmesi, maksimum aktarım hızında taşıyıcı proteinlerin tüm moleküllerinin dahil olduğu gerçeğiyle açıklanır.

değişim difüzyonu- bu tür maddelerin taşınmasıyla, zarın farklı taraflarında bulunan aynı maddenin moleküllerinin değişimi meydana gelebilir. Membranın her iki tarafındaki maddenin konsantrasyonu değişmeden kalır.

Bir tür değişim difüzyonu, bir maddenin bir molekülünün başka bir maddenin bir veya daha fazla molekülü ile değiştirilmesidir. Örneğin, kan damarlarının ve bronşların düz kas hücrelerinde, kalbin kontraktil miyositlerinde, hücrelerden Ca2+ iyonlarını uzaklaştırmanın yollarından biri onları hücre dışı Na+ iyonları ile değiştirmektir. Gelen Na+'nın üç iyonu için hücreden bir Ca2+ iyonu çıkarılır. Na + ve Ca 2 + 'nın zar boyunca zıt yönlerde birbirine bağlı (eşlenik) bir hareketi oluşturulur (bu tür taşıma denir antiport). Böylece hücre, düz miyositlerin veya kardiyomiyositlerin gevşemesi için bir ön koşul olan fazla miktarda Ca2+ iyonundan kurtulur.

Maddelerin aktif taşınması

Aktif taşımacılık maddeler yoluyla - bu, metabolik enerjinin harcanmasıyla gerçekleştirilen maddelerin gradyanlarına karşı transferidir. Bu tür taşıma, transferin gradyan boyunca değil, maddenin konsantrasyonunun gradyanlarına karşı gerçekleştirilmesi ve yaratılması için ATP veya diğer enerji türlerinin enerjisini kullanması nedeniyle pasif olandan farklıdır. daha önce harcandı. Bu enerjinin doğrudan kaynağı ATP ise, bu aktarıma birincil aktif denir. Transfer için enerji kullanılıyorsa (konsantrasyon, kimyasal, elektrokimyasal gradyanlar), daha önce ATP tüketen iyon pompalarının çalışması nedeniyle depolanır, daha sonra bu tür taşımaya konjugatın yanı sıra ikincil aktif denir. Konjuge, ikincil aktif taşımaya bir örnek, glikozun bağırsakta emilmesi ve Na iyonları ve GLUT1 taşıyıcılarının katılımıyla böbreklerde yeniden emilmesidir.

Aktif taşıma sayesinde, sadece konsantrasyon kuvvetlerinin değil, aynı zamanda maddenin elektriksel, elektrokimyasal ve diğer gradyanlarının da üstesinden gelinebilir. Birincil aktif taşımanın çalışmasına bir örnek olarak, Na + -, K + -pompasının çalışmasını ele alabiliriz.

Na + ve K + iyonlarının aktif transferi, ATP'yi parçalayabilen bir protein-enzim - Na + -, K + -ATP-ase tarafından sağlanır.

Na K-ATP-ase proteini, vücudun hemen hemen tüm hücrelerinin sitoplazmik zarında bulunur ve hücredeki toplam protein içeriğinin %10'unu veya daha fazlasını oluşturur. Hücrenin toplam metabolik enerjisinin %30'dan fazlası bu pompanın çalışması için harcanır. Na + -, K + -ATP-ase iki konformasyonel durumda olabilir - S1 ve S2. S1 durumunda, proteinin Na iyonu için bir afinitesi vardır ve 3 Na iyonu, hücreye dönüşen üç yüksek afiniteli bağlanma bölgesine bağlanır. Na "iyonunun eklenmesi, ATP-ase aktivitesini uyarır ve ATP hidrolizinin bir sonucu olarak, bir fosfat grubunun kendisine aktarılması nedeniyle Na + -, K + -ATP-ase fosforile edilir ve konformasyonel bir geçiş gerçekleştirir. S1 durumundan S2 durumuna (Şekil 3).

Proteinin uzaysal yapısındaki bir değişiklik sonucunda Na iyonlarının bağlanma yerleri zarın dış yüzeyine döner. Na + iyonları için bağlanma bölgelerinin afinitesi keskin bir şekilde azalır ve protein ile bağdan serbest bırakılarak hücre dışı boşluğa aktarılır. S2 konformasyonel durumunda, K iyonları için Na + -, K-ATPase merkezlerinin afinitesi artar ve hücre dışı ortamdan iki K iyonu bağlarlar. K iyonlarının eklenmesi, proteinin fosforilasyonuna ve onun S2 durumundan S1 durumuna ters konformasyonel geçişine neden olur. Membranın iç yüzeyindeki bağlanma yerlerinin dönmesiyle birlikte, taşıyıcı ile bağdan iki K iyonu salınır ve içeriye aktarılır. Bu tür transfer döngüleri, Na+ ve K+ iyonlarının hücrede ve hücreler arası ortamda düzgün olmayan bir dağılımını sürdürmek için yeterli bir hızda tekrarlanır ve sonuç olarak, hücre zarı boyunca nispeten sabit bir potansiyel farkı muhafaza eder. uyarılabilir hücreler

Pirinç. 3. Na + -, K + -pompasının çalışmasının şematik gösterimi

Yüksükotu bitkisinden salgılanan madde strophantin (ouabain), Na + -, K + - pompasının çalışmasını engellemek için özel bir yeteneğe sahiptir. Vücuda girdikten sonra hücreden Na+ iyonunun dışarı pompalanmasının bloke edilmesi sonucu Na+-, Ca2-değişim mekanizmasının etkinliğinde azalma ve hücrede Ca2+ iyonlarının birikmesi kontraktil kardiyomiyositler izlenir. Bu artan miyokardiyal kasılmaya yol açar. İlaç, kalbin pompalama fonksiyonunun yetersizliğini tedavi etmek için kullanılır.

Na "-, K + -ATP-ase'ye ek olarak, çeşitli taşıma ATP-ase türleri veya iyon pompaları vardır. Bunların arasında, hidrojen taşıyan bir pompa çalışır (hücre mitokondri, renal tübüler epitel, gastrik parietal hücreler); kalsiyum pompaları (kalbin kalp pili ve kasılma hücreleri, çizgili ve düz kasların kas hücreleri) Örneğin, iskelet kası ve miyokard hücrelerinde, Ca2+ -ATP-ase proteini sarkoplazmik retikulumun zarlarında yerleşiktir. ve çalışması sayesinde, hücre içi depolama tesislerinde (sarnıçlar, sarkoplazmik retikulumun uzunlamasına tüpleri) yüksek konsantrasyonda Ca2+ iyonları.

Bazı hücrelerde, Na +, Ca 2 + pompasının çalışmasından kaynaklanan transmembran elektriksel potansiyel farkının kuvvetleri ve sodyum konsantrasyon gradyanı, hücre zarından maddelerin ikincil aktif transfer türlerini gerçekleştirmek için kullanılır.

İkincil aktif taşıma bir maddenin zardan transferinin, ATP enerjisinin harcanmasıyla aktif taşıma mekanizması tarafından oluşturulan başka bir maddenin konsantrasyon gradyanı nedeniyle gerçekleştirilmesi ile karakterize edilir. İki tür ikincil aktif taşıma vardır: symport ve antiport.

Belirti başka bir maddenin aynı yönde eşzamanlı transferi ile ilişkili olan bir maddenin transferi olarak adlandırılır. Semptomatik mekanizma, iyotun hücre dışı boşluktan tiroid bezi tirositlerine, glikoz ve amino asitlere ince bağırsaktan enterositlere emilmeleri sırasında aktarılması için kullanılır.

Antiport başka bir maddenin eşzamanlı transferi ile ilişkili, ancak ters yönde bir maddenin transferi olarak adlandırılır. Bir antiport transfer mekanizmasının bir örneği, kardiyomiyositlerde daha önce bahsedilen Na + -, Ca 2 + - değiştiricinin çalışmasıdır, böbrek tübüllerinin epitelindeki K + -, H + -değişim mekanizması.

Na + iyonlarının veya K + iyonlarının gradyan kuvvetleri kullanılarak ikincil aktif taşımanın gerçekleştirildiği verilen örneklerden görülebilir. Na + iyonu veya K iyonu, zardan daha düşük konsantrasyonuna doğru hareket eder ve onunla birlikte başka bir maddeyi çeker. Bu durumda, genellikle zarın içine yerleştirilmiş belirli bir taşıyıcı protein kullanılır. Örneğin, ince bağırsaktan kana emilmeleri sırasında amino asitlerin ve glikozun taşınması, bağırsak duvarı epitelinin zarının taşıyıcı proteininin amino asit (glikoz) ve Na'ya bağlanması nedeniyle oluşur. + iyonu ve ancak o zaman zardaki pozisyonunu amino asidi ( glikoz) ve Na + iyonunu sitoplazmaya aktaracak şekilde değiştirir. Bu tür bir taşımayı gerçekleştirmek için, Na +, K + - ATP-ase'nin sürekli çalışması ve metabolik enerjinin harcanması ile sağlanan hücre dışındaki Na + iyonunun konsantrasyonunun içeriden çok daha yüksek olması gerekir.