Транспорт ионов электрогенный

Стехиометрия транспорта ионов имеет одно важное свойство так как количество ионов натрия, транспортируемых из клетки, превышает количество входящих в клетку ионов калия, результирующий суммарный поток положительных ионов направлен наружу. Следовательно, натрий-калиевый насос представляет собой электрогенный насос [6]. В случае если ток че- [c.175]

Электрогенный транспорт ионов [c.158]

Другой подход к описанию мембранного потенциала, создаваемого за счет пассивной диффузии и электрогенного транспорта ионов, основан на анализе эквивалентной электрической схемы мембраны. Простейшим электрическим аналогом является схема, состоящая из двух параллельно соединенных цепей (рис. ХХП.7). [c.160]

Электрогенный транспорт ионов 161 [c.161]

Активный транспорт (прокачивание ионов через мембрану)-представляет собой, вероятно, самый важный регулятор транс-мембранного потенциала. Некоторые детали этого процесса мы обсудим позже. Вначале рассмотрим последствия активного транспорта ионов какого-либо одного типа только в одном на- правлении. Такой процесс называется электрогенным, так как ведет к накапливанию отрицательных зарядов на одной стороне-мембраны и положительных — на другой. Одним из главных ионов, участвующих в создании трансмембранного потенциала, является Н+. При откачивании Н+ из клетки внутри нее возникает отрицательный потенциал. [c.223]

Представляется также вполне вероятным, что мощность электрогенного насоса, в совокупное понятие которой входят, очевидно, стехиометрия осуществляемого активного транспорта ионов, число рабочих циклов насоса в единицу времени и плотность распределения насосных систем на мембране, превосходит у клеток высших растений таковую у животных объектов. [c.19]

Мембранный потенциал, рассчитанный по уравнению Гольдмана, оказался по абсолютной величине меньше мембранного потенциала, рассчитанного по формуле Нернста, ближе к экспериментальным его значениям в крупных клетках. И формула Нернста, и уравнение Гольдмана не учитывают активного транспорта ионов через мембрану, наличия в мембранах электрогенных (вызывающих разделение зарядов, а следовательно и возникновение разности потенциалов) ионных насосов, играющих важную роль в поддержании ионного равновесия в мелких клетках. В цитоплазматической мембране работают К+-Ка+-АТФазы, перекачивающие калий внутрь клетки, а натрий из клетки. С учетом работы электрогенных ионных насосов для мембранного потенциала было получено уравнение Томаса (Томас, 1972 г.) [c.76]

Движение ионов через мембраны происходит частично благодаря электрохимическим градиентам и частично с помощью локализованных в мембранах насосов. Когда транспорт осуществляется по электрохимическому градиенту, ионы сначала присоединяются к особым участкам на мембране (пермеазам). Затем они проникают в клетку в соответствии с уравнением Нернста, если общий эффект градиента их концентрации по обе стороны мембраны и электрический трансмембранный потенциал обеспечивают движущую силу, направленную внутрь. Транс-, мембранные потенциалы образуются двумя путями 1) в результате диффузии как анионов, так и катионов, которые, однако, движутся через мембрану с разными скоростями 2) благодаря электрогенному транспорту с прямым использованием энергии для прокачивания протонов, анионов или катионов через мембрану против их электрохимических градиентов. Оба этих процесса всегда действуют таким образом, что внутри клетки создается более отрицательный заряд по сравнению с зарядом юне ее. [c.238]

Выше (см. раздел 14) было показано, что генерация ПД в клетках возбудимых тканей высших растений, так же как и в нервных волокнах животных, связана с пассивным транспортом ПД-образующих ионов, который осуществляется за счет свободной энергии созданных на возбудимых мембранах электрохимических градиентов [195, 222, 541]. Восстановление ионного гомеостаза нервных волокон после прохождения импульса обеспечивается электрогенным ионным [c.155]

Важный фактором, влияющим на скорость работы АТФ-аз, может быть электрический потенциал на мембране, если помпа электрогенна. Как и в случае пассивного транспорта I m. уравнение (6.11)], перенос положительного заряда замедлен при положительном потенциале по другую сторону мембраны и ускорен при отрицательном значении потенциала. Вопрос в том, происходит ли перенос заряда при работе ионных насосов. Данные, полученные на природных мембранах или реконструированных везикулах, состоящих из синтетических фосфолипидов и очищенных АТФ-аз, показали, что все три помпы Са -АТФ-аза, Na — К -АТФ-аза и Н -АТФ-аза переносят ионы вместе с зарядом (а не в обмен на другой ион, т. е. без суммарного переноса заряда). [c.134]

Хотя уравнение (3.25) наиболее часто используется для описания электрохимических градиентов ионов, в этом виде оно верно лишь для ионов, переносимых через мембрану путем электрогенного унипорта (разд. 2.3). В том случае, когда перенос двух или более ионов прочно сопряжен, необходимо учитывать общую разность электрохимических потенциалов. В качестве примера на рис. 4 показаны уравнения разности электрохимических потенциалов ионов Са + для трех возможных способов транспорта. [c.58]

Активный транспорт ионов может быть электронейтральным или электроген-ным. Транспортная система электронейтральна в том случае, если ее функционирование сопровождается обменом внутриклеточных ионов на внеклеточные в соотношении заряд на заряд . В такой ситуации система активного транспорта является лишь средством поддержания концентрационных градиентов и не учав-ствует непосредственно в создании разности потенциалов на клеточной мембране. Потенциал на мембране создается тогда только за счет диффузии ионов по градиентам концентрации. [c.158]

Рис. 7.9. Электрогенный и электронейтральный транспорт ионов. А. Электро генная секреция Н+ повышает электроотрицательность клеточного содержимого по сравнению с внеклеточным пространством. Б. Выделение Н+ компенсируется поглош1ением К+. В. Выделение Н+ компенсируется выделением аииоиа.

Для установления электрогенных свойств Н -АТФазы плазмалеммы растений наибольшее значение имеют эксперименты, выполненные на везикулах или липосомах. в которые встроен этот фермент. Если в целой клетке электрогенность Н -АТФазы может маскироваться рядом процессов, протекающих на поверхност-ной мембране (работа других электрогенных систем, осуществление компенсаторного транспорта ионов, вторичный активный транспорт и др.). а ингибиторы или активаторы данного фермента могут не проявлять в полной мере своего действия, то,в модельных экспериментах имеются значительно более простые и регулируемые условия. [c.35]

Исследования природы злектрогенеза и транспорта ионов в растительных клетках, бурно развивавшиеся в 1980-е годы, показывают, что на роль электрогенного протонного насоса плазмалеммы помимо Н+-АТФазы реально может претендовать редокс-цепь (или ЭТЦ) плазмалеммы. Гипотеза о том. что электрогенный транспорт Н+ через плазмалемму клеток растений осуществляется при участии ЭТЦ. впервые была предложена В.А. Новаком и Н.Г. Иванкиной [171]. В рамках этой гипотезы предусматривалось, что исходным звеном редокс-цепи выступают восстановленные пиридиннуклеотиды, а конечным акцептором электронов, как и в случае ЭТЦ митохондрий, является Ог- В пользу правомерности предложенной гипотезы, по мнению авторов. в той или иной степени свидетельствовали данные о возможности участия восстановленных пиридиннуклеотидов в электрогенезе клеток растений, результаты гистохимического анализа локализации предполагаемых компонентов редокс-цепи в плазмалемме и т.д. [c.40]

Активный ионный транспорт в нервной клетке имеет множество функций поддерживает мембранный потенциал возбудимой мембраны (натрий-калиевый насос), регулирует внутриклеточную концентрацию Са + ( a +,Mg2+-ATPaзa) и обеспечивает клетку энергией (РгАТРаза, протонный насос). Натрий-калиевый насос является электрогенным — на каждые три иона На+, транспортируемых наружу, направляются внутрь два иона К" " таким образом, при каледом цикле из клетки забирается по одному положительному заряду. АТР поставляет энергию для обеспечения активного транспорта (против ионного градиента), т. е. осуществляет связь между передачей импульса и метаболизмом нервной клетки. Система ионного транспорта включает АТРазу и ионофор — сложные мембранные белки. Один из белковых компонентов подвергается промежуточному фосфорили-рованию с помощью АТР. Гликозид дигиталиса и уабаин (стро- [c.184]

Перенос ионов характеризуется стандартными константами скорости реакции, йа+, i-, которые можно идентифицировать с проницаемостями мембраны для этих ионов. Этот простой подход приводит к тому же результату, что и подход Ходжкина, Хаксли и Катца. Уравнение (3.25) удовлетворительно согласуется с полученным экспериментально значением мембранного потенциала покоя, если предположить, что проницаемость мембраны для выше, чем для Na+ и СГ, так что отклонение от потенциала Нернста для ионов калия не очень велико. В то же время проницаемость для других ионов не пренебрежимо мала. Следовательно, аксон в состоянии покоя должен терять ионы К% а внутри мембранная концентрация Na соответственно должна расти. Этого, конечно не произойдет в присутствии активной Na , K -АТРазы, переносящей калиевые ионы из межклеточной жидкости в аксон и ионы натрия в противоположном направлении. Поскольку этот вид переноса не связан с протеканием тока и не влияет на мембранный потенциал, его п мяято называть электронейтральным насосом. Кроме того, активный транспорт может происходить и не на основе обмена ион за ион . Функционирование такого электрогенного насоса, изменяющего мембранный потенциал, наблюдается, например, при выдерживании мышечного волокна в безкалиевой среде, обогащенной натрием. При этом в результате обмена внутриклеточного калия на внеклеточный натрий волокно загружается ионами натрия. После возвращения волокна в среду, которая по составу соответствует обычной межклеточной жидкости, натрий выводится из клеток активным транспортом до такой степени, что мембранный потенциал сдвигается к более отрицательным значениям (происходит гиперполяризация клеточной мембраны). Гиперполяризацию можно снять уабаином [31]. [c.235]

Первый член в числителе подлогарифмического выражения отражает активность электрогенного ионного насоса. Если активный транспорт неэлектрогенен, то этот член отсутствует и выражение (ХХП.3.2) становится идентичным уравнению Гольдмана [см. (ХХГ1.2)] для мембранного потенциала, обусловленного пассивными ионными потоками. [c.160]

Выше уже обсуждалось, что при активном транспорте како-го-то одного иона в одном аправлении трансмембранный потенциал изменяется. Однако активный транспорт не обязательно должен быть электрогенным. Движение двух ионов с одинаковым зарядом (например. К и Н+) в противоположных направлениях или двух ионов с одинаковыми по величине, но разными по знаку зарядами (например, К+ и С1 ) в одном направлении представляет собой электронейтральный процесс, так как баланс катионов и анионов по обе стороны мембраны [c.226]

Свободная энергия гидролиза АТР составляет в условиях клетки 55 кДж/моль, а для транспорта указанных ионов требуется 46 кДж/моль, т.е. коэффициент полезного действия натриевого насоса равен 84 %. Натриевый насос работает в электроген-ном режиме за каждый транспортный цикл из клетки выносится один положительный заряд. В результате на внутренней стороне плазматической мембраны создается отрицательный потенциал порядка 90 мВ. [c.40]

Процесс переноса ионов через мембрану с помощью натриевого насоса не требует затрат энергии, если исключить работу по переносу нескомпенсированного заряда Ка против трансмембранного потенциала при электрогенном транспорте. На это указывает существование в схеме натриевого насоса На /Ка+ и К /К+-обменов, для которых АТР требуется лишь как кофактор, но не источник энергии. Можно предполагать, что энергия АТР при работе Ма+, К -АТФазы затрачивается на узнавание ионов Ма" и К , т.е. на связывание и сбрасывание ионов с нужной стороны мебраны. В норме катионы связываются с той ее стороны, где их мало, а сбрасываются туда, где их концентрация велика. Такие изменения сродства ионсвязывающих центров сопряжены с конформационными изменениями фермента, которые и являются главными энергоакцепторными стадиями реакции. [c.48]

При дыхании митохондрий происходит электрогенный выброс в цитоплазму ионов водорода и генерация градиента pH и электрического потенциала на внутренней митохондриальной мембране (знак — внутри). Образующийся так называемый электрохимический потенциал ионов водорода (А дН в соответствии с определением П. Митчела) является движущей силой транспорта катионов и слабых кислот внутрь органелл. На каждые два перенесенных по дыхательной цепи электрона внутрь митохондрии транспортируется два иона кальция. Данные о кинетических параметрах системы транспорта Са + противоречивы. Однако можно сделать вывод, что величины кажущихся Кй и Утах при транспорте составляют соответственно более 10 мкМ и 500 нмоль/мг митохондриального белка в 1 мин. [c.45]

Как показали опыты, проведенные нами совместно с Ю. А. Овчиннниковым и его коллегами, удаление трех аминокислот с N-конца, 17 аминокислот с С-конца, а также пяти аминокислот (от Mei-68 до Gly-72) из гидрофильной связки между а-спиралями Б. и С не влияет на транспорт протонов и кинетику отдельных электрогенных стадий. Впоследствии это наблюдение было подтверждено X. Г. Кораной и сотрудниками, которые не только расщепили бактериородопсин на два фрагмента А—В и С—G), но и препаративно разделили эти фрагменты, а затем реконструировали в протеолипосомах. Полученная система была способна к светозависимому переносу ионов водорода. [c.112]

Во внешней клеточной мембране растений и грибов (плазма-лемме) находится фермент, откачивающий ионы Н+ из клетки за счет энергии АТФ. Транспорт Н+ носит электрогенный характер. Н+-АТФаза, о которой идет речь, относится к 1 2-типу. В процессе реакции возникает аспартилфосфатный интермедиат, чувствительный к ванадату и гидроксиламину. Ингибиторами служат также диэтилстильбэстрол и ДЦКД. [c.124]

Показано, что изолированные вакуоли способны к электроген-ному поглощению ионов Н+, сопряженному с гидролизом АТФ. Транспорт Н+ и АТФазная активность подавляются уникальным набором ингибиторов, включающим нитрат, К-этилмалеимид, три-алкил-олово и высокие концентрации ДЦКД. Олигомицин и ДЦКД (ингибиторы митохондриальной Н+-АТФ-синтазы) в низких концентрациях не влияют на Н+-АТФазу тонопласта. Она не тормозится диэтилстильбэстролом, блокирующим Н+-АТФ-синтазу митохондрий и Н+-АТФ азу внешней клеточной мембраны растений и грибов не влияет на нее и ванадат. Ферменты митохондрий животных, хлоропластов и плазмалеммы, способные расщеплять АТФ, в отличие от АТФ-азы тонопласта не тормозятся нитратом. В то же время Н+-АТФ-синтаза растительных митохондрий чувствительна к нитрату. Н+-АТФаза тонопластов была выделена и встроена в протеолипосомы. [c.125]

Вспомним, что ПП клетки определяется разностью концентраций ионов в наружной среде и внутри клетки, а ПП любой органеллы - разностью концентраций между цитоплазмой и внутренним содержимым органеллы. В величину ПП могут вносить вклад и электрогенные системы транспорта, а также поверхностный потенциал, обусловленный заряженными группал1и на мембране. Величина мембранного потенциала растительных клеток имеет в большинстве случаев величины от -100 до [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология