Активный транспорт кальция

Рис. 7.9. Функции Са + внутри клетки. Пассивно входящий поток ионов кальция (б) вводится из цитоплазмы посредством активного транспорта через клеточную мембрану (а), через митохондрию (г), через саркоплазм этический ре-тику лум (б), выходящим током (а), сопряженным с входящим натриевым током, фиксируется кальмодулином и другими Са +-связывающими белками (е).

Рассмотрим особенности основных метаболических путей минеральных веществ. Минеральные вещества поступают в организм в свободном или связанном виде. Большая часть минеральных веществ всасывается в кишечнике путем активного транспорта в желудке всасываются только сольватированные ионы. Затем всосавшиеся минеральные соединения из желудочно-кишечного тракта поступают в кровь и лимфу, где связываются со специфическими транспортными белками. Из организма минеральные вещества выделяются главным образом в виде солей и ионов с мочой — элементы натрий, калий, кальций, магний, хлор, кобальт, иод, бром, фтор с калом — железо, кальций, медь, цинк, марганец, молибден и др. [c.452]

Активный транспорт — основной термин, используемый для описания ряда механизмов, по которым растворенное вещество переносится через биомембрану в направлении, противоположном его градиенту концентраций. Один из распространенных механизмов заключается в сопряженном транспорте, при котором затрудненный перенос одного растворенного вещества проходит одновременно с легким переносом другого растворенного вещества (гл. 9). В качестве примера осуществления такого транспорта можно привести систему с сопряженными ионами натрия для сахаров и аминокислот [12] и систему с сопряженными протоном для лактозы. Натрий-калиевый насос вводит два иона К+ и удаляет три иона Ыа+, и клетка гидролизуется в результате гидролиза аденозинтрифосфата (АТФ), который транспортирует два иона кальция для каждой молекулы АТФ. [c.329]

Активный транспорт кальция 157 [c.157]

Активный транспорт кальция [c.157]

ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, Через плаценту от матери плоду передаются глюкоза, аминокислоты, липиды, неорганические соли и витамины. Глюкоза передается в результате облегченной диффузии с помощью специальных белков-переносчиков, описанных в разд. 5.9.8, а такие ионы, как натрий, калий и кальций — главным образом путем активного транспорта, хотя не исключено, что в случае ионов частично имеет место диффузия. Аминокислоты, железо и витамины проникают через плаценту с помощью активного транспорта. Важность соблюдения диеты во время беременности рассматривается в гл. 8. [c.93]

Различают активный и пассивный перенос (транспорт) нейтральных молекул и ионов через биомембраны. Активный транспорт происходит при затрате химической энергии за счет гидролиза АТФ или переноса электрона по дыхательной цепи митохондрий. Пассивный транспорт не связан с затратой клеткой химической энергии он осуществляется в результате диффузии веществ в сторону меньшего электрохимического потенциала (рис. 48). Примером активного транспорта может служить перенос ионов калия и натрия через цитоплазматические мембраны (К" — внутрь клетки, а Ыа" — из нее), перенос кальция через мембраны саркоплазматического ретикулума скелетных и сердечной мышц внутрь пузырьков ретикулума, перенос ионов водорода через мембраны митохондрий из матрикса наружу. Все эти процессы происходят за счет энергии гидролиза АТФ и осуществляются особыми ферментами — транспортными АТФ-азами (рис. 49). Наиболее известный пример пассивного транспорта — это движение ионов натрия и калия через цитоплазматическую мембрану нервных волокон при распространении потенциала действия. Впрочем, и в покоящейся клетке существует утечка ионов через мембраны, обусловленная их проницаемостью проницаемость обычно возрастает при патологии. [c.122]

Благодаря высокой гидрофильности, особенно в связи с относительно небольшим размером молекул и значительной концентрацией в сыворотке, альбумины играют важную роль в поддержании онкотического давления крови. Известно, что концентрация альбуминов в сыворотке ниже 30 г/л вызывает значительные изменения онкотического давления крови, что приводит к возникновению отеков. Альбумины выполняют важную функцию транспорта многих биологически активных веществ (в частности, гормонов). Они способны связываться с холестерином, желчными пигментами. Значительная часть кальция в сыворотке крови также связана с альбуминами. [c.570]

Действие гормонов на внутриклеточные процессы может осуществляться ионами кальция (Са ). При взаимодействии гормона с рецептором активизируются системы транспорта ионов через мембрану. Кальций поступает в цитоплазму клеток из внешней среды или из внутриклеточных депо. Он связывается с Са2+-зависимыми белками, одним из которых является кальмодулин. Комплекс Са " —кальмодулин повышает активность разных внутриклеточных ферментов, что ведет к изменению биохимических процессов и физиологических функций. [c.140]

Одним из процессов, сопровождающихся переносом неорганического фосфата через мембрану митохондрий, является активный транспорт кальция. Значительные количества Са + могут быть аккумулированы митохондриями за счет энергии дыхания только в присутствии проникающих через мембрану анионов. В этом случае активация дыхания при добавлении Са + приводит к накоплению во внутримитохондриальном пространстве соответствующих проникающему аниону кальциевых солей. Таким образом, активный транспорт Са + сопровождается переносом через мембрану аниона. В физиологических условиях роль такого аниона выполняет неорганический фосфат. [c.458]

Полярографическое изучение активного транспорта кальция в митохонд риях печени. .............. [c.509]

Активный транспорт веществ осуществляется такими же механизмами, но протекает против концентрационного градиента и для своего осуществления должен быть сопряжен с энергодающим процессом. Основным источником энергии для активного транспорта является АТФ. Поэтому, как правило, эти системы представляют собой АТФазы. Примером систем активного транспорта ионов является Ма /К -АТФаза плазматических мембран животных клеток, которая выкачивает из клетки ионы натрия в обмен на ионы калия, затрачивая на выполнение этой работы АТФ в стехиометрии ЗМа /2К /1АТФ. Са -АТФаза осуществляет активный транспорт кальция через мембрану со стехиометрией 2Са /1АТФ. [c.304]

Типичный экзоцитоз сопровождается полным слиянием везикулы с пресинаптической мембраной и выбрасыванием нейромедиатора в синаптическую щель. Процесс освобождения медиатора зависит от присутствия ионов Са . В покое внутриклеточная концентрация ионов Са " " ничтожно мала и поддерживается системами активного транспорта кальция из нервного окончания. При возбуждении нейрона происходят кратковременное открытие кальциевых каналов и поступление ионов Са в нервное окончание. Эти ионы взаимодействуют со специфическими белкал и синаптической везикулы и пресинаптической мембраны, инициируя тем самым ЭКЗОЦИТОЗ и освобождение медиаторов. Для осуществления экзоцитоза необходимо создание критической (достаточно высокой) концентрации ионов Са около везикул в очень короткий промежуток времени, поэтому вероятность освобождения медиатора невелика из 50 готовых для экзоцитоза везикул возбуждается не более одной. [c.459]

ТОНКИМИ и толстыми нитями. Взаимодействие между ионами кальция и тропонином приводит к изменению конформации белка, прекращающему его ингибирующее действие, и, таким образом, включает механизм сокращения мышцы. После окончания сокращения кальций с помощью активного транспорта выводится из сарко- [c.242]

Основная функция витамина О — регуляция транспорта кальция и фосфатов в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника и костной ткани. Этот процесс обеспечивается усилением биосинтеза транспортных белков — переносчиков Са. Предполагают, что витамин О и его биологически активный метабо 1ит 1,25-диоксикальци-ферол вступают в контакт с ядерным репрессором н дерепрессируия гены, ответственные за биосинтез белка-переносчика. [c.152]

Один из наиболее ранних эффектов паратгормсша — усиленный транспорт ионов кальция. Паратгормон увеличивает поглощение кальция изолированными клетками почек. Исходя из важности ионов кальция в метаболизме клеток, полагают, что многие эффекты паратгормона ъ клетках-мишенях обусловлены их способностью наменять транспорт кальция через клеточные мембраны и влиять на активность чувствительных к этому и<жу клеточных ферментов, действие которых определяет конечный эффект гормонов в ткани. [c.283]

Вопрос о механизме действия сердечных гликозидов все еще не решен. Все они, по-видимому, действуют одинаково, различаясь лишь по эффективности при приеме внутрь, а также по длительности действия и активности. Согласно наиболее широко принятой в настоящее время теории, сердечные гликозиды подавляют или замедляют активный транспорт ионов калия и натрия через клеточные мембраны, в том числе мембраны клеток сердца, путем ингибирования мембранной АТФазы. Это приводит к накоплению натрия в клетках и потере калия, а также (вторичный эффект) к росту внутриклеточной концентрации свободных ионов кальция, что сопровождается повышением сократимости миофибрилл. Эта теория находит подтверждение в результатах клинических наблюдений так, наиболее частой причиной непереносимости препаратов наперстянки служит диурез, приводящий к гипо-калиемии. Гиперкальциемия часто усугубляет токсические реакции на препараты наперстянки, так как кальций- потенцирует их гипокалиемическое действие. Лучшим способом борьбы с аритмиями, возникающими при приеме сердечных гликозидов (если главное нарушение — самопроизвольные разряды в клетках сердечной мышцы), служит введение солей калия. [c.96]

Мышечное сокращение опосредуется Са +. В саркоплазме покоящейся мышцы концентрация кальция составляет 10 —10 моль/л. Кальций попадает в саркоплазматический ретикулум в результате активного транспорта при участии Са-связывающего белка, называемого кальсеквестри-ном. Саркомер окружен возбудимой мембраной с поперечными каналами, подходящими к саркоплазма-тическому ретикулуму. При возбуждении мембраны саркомера, например, в случае взаимодействия аце-тилхолиновых рецепторов с ацетилхолином, Са + быстро высвобождается из саркоплазматического ретикулума в саркоплазму, так что его концентрация в ней возрастает до 10 моль/л. Са +-связывающие сайты на ТпС в тонком филаменте быстро насыщаются Са +. Комплекс ТпС-4Са + реагирует с Тп1 и ТпТ, влияя на их взаимодействие с тропомиозином. Последний в соответствии с этим либо просто отсоединяется, либо изменяет конформацию F-актина таким образом, что появляется возможность взаимодействия ADP -Р-миозиновой головки с F-актином и начинается сократительный цикл. [c.338]

Согласно хемиосмотической теории Митчелла, окислительное фосфорилирование зависит от протонного градиента, возникающего при переносе электронов по транспортной цепи. Протонный градиент может быть сопряжен с продукцией АТФ или использован для регуляции поступления кальция. Если содержание внутриклеточного кальция превышает некий оперативный уровень, митохондрия способна переключаться с продукции АТФ на кальциевый транспорт. Таким образом, любые колебания внутриклеточного уровня кальция будут вызывать изменения активности митохондриального дыхания. Если митохондрия активно накапливает кальций, это может привести к колебаниям величины внутриклеточного pH. Так, инъекция Са " " в нейроны улитки Н. aspersa вызывает снижение величины внутриклеточного pH и усиленное выведение водородных ионов из клетки (Mee h, Thomas, 1977). [c.94]

Сам по себе процесс транслокации еще недостаточен 1ля активного транспорта ионов. Нужна энергия, чтобы 1рочно связанные ионы оторвались от центров связывания, та энергия в конечном счете обусловлена гидролизом ТФ. Но на этапе 2, где этот гидролиз происходит, обра-5уется Е/ Ф-комплекс с макроэргической фосфатной вязью. Высвобождение энергии происходит на третьем 9тапе работы Са -АТФ-азы в результате изменения характера связи фосфатной группы с ферментом связь становится обычной, при ее гидролизе энергии выделяется немного. Энергия, ранее сосредоточенная в макроэргической фосфатной связи, расходуется на изменение константы связывания ионов кальция с ферментом. Константа связывания становится равной примерно 10 л/моль. С энергетической точки зрения это означает изменение энергии связывания АО при связывании Са внутри везикул равна всего лишь 17,8 кДж/моль (АС —5,9 lg/ . кДж/моль). Перенос Са с одной стороны мембраны на другую сопровождается, таким образом, затратой энергии, которая может составлять 37,4 — 17,8 = 19,6 кДж/моль. Ясно, что энергии гидролиза АТФ (около 40 кДж/моль) хватает на перенос двух ионов кальция. Действительно, [c.131]

Мономер актина представляет собой глобулярный белок (Мг=42 000), который полимеризуется в виде двойной спирали, образуя 1-нить. Эта нить содержит еще два белка — тропомиозин и тропонин (рис. 4.2, В). Тропонин состоит из трех субъединиц ТЫ-Т, ТЫ-1 и ТЫ-С. Тропомиозин и ТЫ-1 — это компоненты, которые в покоящейся мышце препятствуют взаимодействию актина и миозина и, следовательно, активации миози-новой АТРазы. В покоящейся мышце в результате активного транспорта практически все ионы кальция удерживаются в окружающей миофибриллы мембранной структуре, называемой саркоплазматическим ре-тикуломом. После стимуляции нерва, подходящего к [c.64]

Как видно, фосфорилхолин и ацетилхолин близки по своему химическому строению, благодаря этому АХ конкурирует с фос-фатидилхолином за соединение с белком сЮбразование связи АХ с белком влечет за собой конформационные изменения в белковой молекуле. При этом происходит разрыв связи белка с фосфатиднлхолином, которая осуществляется через ионы Са +. Кальций замещается одновалентными ионами К" , и тем самым повышается проницаемость мембраны для этих ионов. -Следует подчеркнуть, что процессы как пассивного, так и активного транспорта одновалентных ионов и кальция сопряжены и взаимообусловлены, поскольку имеются экспериментальные данные о том, что транспорт Са через мембраны головного мозга осуществляется с помощью Са—Na-обменз. [c.219]

В кишечнике всасывание кальция осуществляется как путем облегченной диффузии (с участием кальциисвязывающего белка), так и путем активного транспорта (с помощью Са -АТФ-азы). Одновременно ускоряется и всасывание фосфора. [c.73]

Зависящие от Na симпорт широко используется в животных клетках для накопления аминокислот. В некоторых клетках, наприлер в микроворсинках щеточной каемки книечника (рис. 36.13), посредством симпорта осуществляется активный транспорт сахаров. Кроме того, в тонком кищеч-нике существует специализированный Ма -зависимый симпорт, обеспечивающий перенос ионов СГ против градиента концентрации. Во многих клетках ионы натрия служат также движущей силой в процессах антипорта, направленных на выведение ионов кальция. Таким образом, градиент концентрат ионов натрия, создаваемый (Na + К )-АТРазой, обеспечивает энергией большинство симпортов и антипортов 8 животных клетках. [c.313]

Вариант 1. Некоторую очистку кремния от металлов, активных по отнощению к хлору (магний, цинк, кальций и т. д.), можно осуществить за счет своеобразного транспорта нримесей в виде хлоридов. Кремний помещают тонким слоем в фарфоровую или кварцевую лодочку и прокаливают в атмосфере хлорида кремния (IV). Для этого лодочку иомеща от в кварцевую трубку, заполняют ее хлором и закрывают пробками. В одну из пробок вставляют газоотводную трубку с краном. При открытом кране трубку с кремнием нагревают в электропечи при 900—1000 °С. При этом образуется небольшое количество хлорида кремиия (IV), который вступает на поверхности кремния в реакцию с примесями, например [c.181]

Витамины О выполняют функции коэнзимов, работают в организме самостоятельно имеется в виду — в несвязанной форме. Основную свою функцию витамины О выполняют в биологически активной форме — в виде дигидроксипроизводных, которые ответственны за транспорт ионов кальция (схема 10.1.6). [c.272]

В настоящее время наблюдается мощный интеллектуальный подъем в неорганической химии, который сильнее всего затронул те ее области, которые лежат на стыке с соседними дисциплинами химию металлоорганических и бионеорганических соединений, химию твердого тела, биогеохимию и др. Возрастает, в частности, уверенность ученых в том, что неорганические элементы играют важную роль в живых системах. Живые существа вовсе не являются чисто органическими. Они весьма чувствительны к ионам металлов почти всей Периодической системы Д.И. Менделеева. Некоторые ионы играют важнейшую роль в таких жизненно важных процессах, как связывание и транспорт кислорода (железо в гемоглобине), поглощение и конверсия солнечной энергии (магний в хлорофилле, марганец в фотосистеме II, железо в ферродоксине, медь во фта-лоцианине), передача электрических импульсов между клетками (кальций, калий в нервных клетках), мышечное сокращение (кальций), ферментативный катализ (кобальт в витамине В12). Это привело к взрыву творческой активности ученых в области неорганической химии биосистем. Мы начинаем изучать строение ближайшего и дальнего окружения атомов металлов в биосистемах и учимся понимать, как это окружение позволяет атому металла с такой высокой чувствительностью реагировать на изменение pH, давление кислорода, присутствие доноров или акцепторов электронов. [c.158]

Взаимосвязь структура-активность для кальцитонина — гормона, осуществляющего контроль за транспортом таких ионов, как кальций, калий и фосфат, — менее ясна. Этот гормон выделен из различных позвоночных, богатым источником его является лосось [17]. Сравнение аминокислотной последовательности в кальцито-нинах человека (5) и лосося (6) иллюстрирует существенные структурные различия. Как природный лососевый, так и синтетический кальцитонины нашли клиническое применение при лечении болезни Паже — мучительного состояния вследствие нарущения метаболизма составных частей скелета. [c.291]

Более полная информация о механизме транспорта Са + получена в ходе экспериментов по реконструкции высокоочищен-ная АТРаза успешно встроена в искусственные липидные везикулы, которые затем активно захватывают ионы кальция. В данном случае здесь, как и во всех экспериментах по реконструкции, главная цель состоит в воспроизведении биологических условий путем использования биохимически охарактеризованных компонентов и, следовательно, постепенного воссоздания молекулярного процесса. Исключая и добавляя отдельные части биологической системы, стало возможным идентифицировать компоненты биологической мембраны, обусловливающие данную функцию. Ракер и др. [10] показали, что протеолипид, ассоциированный с белковой молекулой 100 ООО), является необходимым участником ионного транспорта, но не гидролиза АТР,, [c.179]

Третий вопрос связан с двумя предыдущими и касается роли эндоплазматического ретикулухМа в транспорте. Он, вероятно, образует систему непрерывных каналов вдоль всего аксона, поскольку радиоактивные молекулы в процессе транспорта концентрируются здесь особенно быстро. Эти каналы могут составить идеальную транспортную систему, но, даже если бы имелось доказательство их существования, оно само по себе не проясняет природу механизма транспорта. Как они взаимодействуют с микротрубочками, микро- и нейрофиламентами и актином Здесь мы не имеем возможности обсуждать разнообразные выдвигаемые гипотезы. Общее мнение заключается в том, что транспортирующая активность зависит от ионов кальция и обусловлена системой актин — миозин, работа которой подобна механизму мышечного сокращения. По-видимому, наиболее вероятна модель, предложенная Дрозом — сторонником ретикулярной гипотезы (рис. 10.4), поскольку она учитывает большую часть известных фактов [3]. [c.309]

В организме животных после введения витаминов D были обнаружены их гидроксилированные производные, причем процесс гидроксилирования осуществлялся в печени и в почках. Эти метаболиты являются основной частью группы активных витаминов D и гораздо более эффективны в отношении регуляции кальциевого и фосфорного обмена. Одним из них является 1,25-ди-гидрокси-витамин D. Образование метаболитов зависит от пола, возраста, гормонального статуса человека или животных, а также от содержания кальция в крови. Транспорт витаминов D осуществляется специальными белками крови с молекулярной массой 18—20 kDa. Выведение витамина D и его метаболитов из организма происходит с желчью в виде глюкуронидов. [c.99]

Проведенные технико-экономические расчеты не претендуют на всестороннее и полное описание всех возможных вариантов применения электролитического гипохлорита натрия в технологии обработки воды. Представленные данные дают лишь ориентировочные соотношения стоимостей 1 т активного хлора в разных хлорреагентах. На практике часто доставка реагентов на места осуществляется транспортом самого потребителя. С целью обеспечения бесперебойной работы очистных сооружений создаются определенные запасы хлорной извести или гипохлорита кальция, а в результате длительного хранения эти продукты распадаются и теряют свою активность. Известны случаи, когда станции платят штрафы за несвоевременный возврат тары или несоблюдение требуемой безопасностп при эксплуатациии хлорного хозяйства. В результате общие затраты на обеззараживание воды возрастают. [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология