Клеточная мембрана давление

Клетки тканей животных не имеют обычно клеточной стенки. У клеток растений и многих микроорганизмов, напротив, имеется развитая многослойная клеточная стенка, находящаяся с наружной стороны от клеточной мембраны. Внутренние слои такой клеточной стенки служат конструкционным материалом, обеспечивающим достаточную жесткость формы клетки и устойчивость ее как к внешним механическим воздействиям, так и к тургорному давлению изнутри. [c.601]

Тонус — латинский термин, означающий напряжение. В физиологии под тонусом подразумевается напряжение мышц, сосудов, тканей или клеток (одно из самых распространенных явлений, сопутствующих современной цивилизации,— пониженное кровяное давление, гипотония, от греческого гипо — ниже). Это понятие совершенно правомерно и по отношению к растительной клетке. Ведь у многих растений в отличие от животных нет опорной системы, будь то внешний скелет, такой, как хитиновый панцирь насекомых, или же внутренний, костный скелет, подобный таковому позвоночных животных и человека. Известной заменой служит, конечно, укрепление внешней оболочки растительных клеток — клеточной мембраны, как это имеет место у древесных растений. Такое укрепление достигается за счет утолщения клеточных стенок и отложения лигнина или пробки (еще один пример — сверхпрочная скорлупа ореха, состоящая из мертвых клеток). Однако этот способ имеет и свои недостатки толстые стенки затрудняют обмен веществ между клетками, и, кроме того, они поглощают свет. Но, скажем, для листьев, которые только на свету образуют из двуокиси углерода и воды сахар и крахмал, это ни в коем случае не подходит. [c.241]

Скорость поглощения воды живыми клетками при осмотических изменениях неодинакова для различных типов клеток, но вообще она чрезвычайно велика окончание процесса часто требует всего нескольких минут. Осмотическое давление внешней среды можно контролировать прибавлением электролита или разбавлением, причем осмотическая реакция клетки находится в согласии с уравнением (10). Это показывает, что скорость проникновения воды через клеточные мембраны значительно превышает скорость проникновения электролитов. [c.372]

Полагают, что в рецепторах, воспринимающих прикосновение и давление, потенциал возникает в результате деформации клеточной мембраны, приводящей к повышению ее проницаемости для ионов. [c.320]

Клеточные мембраны непроницаемы для белка, поэтому осмотическое давление, создаваемое белком, зависит от концентрации его внутри и вне клетки. Осмотическое давление, которое создается белками, называют онкотическим давлением. [c.74]

Рис. 4-37. Для внутриклеточного введения веществ, не проникающих через клеточную мембрану, используют три метода. А. Вещество в клетку вводят с помощью микропипетки за счет гидравлического давления порщня или электрического заряда вводимых молекул, вследствие чего вещество проникает в клетку в виде потока ионов (метод ионофореза). Б. Клеточная мембрана под действием короткого и мощного электрического разряда (2000 в/см в течение 200 мкс) нарушается, что обеспечивает вхождение в клетку определенных веществ. В. Использовано слияние мембран.

Бактериальные клетки разрушают различными способами. Пожалуй, самым мягким из всех механических способов разрушения клеток является разрушение клеточной мембраны под действием гидростатического (осмотического) давления. Для большинства бактерий этот метод неприменим, если не обрабатывать предварительно клеточные стенки ферментами или не изменять их структуру другими способами. [c.380]

Известна нестабильность мыльного пузыря, причиной которой может стать любая пылинка. Началом дестабилизации является прокол стенки пузыря и образование поры. В липидной бимолекулярной пленке клеточной мембраны поры появляются, если исключить чисто механические повреждения, в результате тепловых флуктуаций поверхности бислоя, электрического пробоя, замораживания пленки, действия поверхностно-активных веществ, осмотического давления, перекисного окисления липидов и др. Один из наиболее типичных и хорошо изученных примеров дестабилизации биологических мембран - гемолиз эритроцитов. Это явление включает на начальном этапе набухание клеток в гипотонической среде в результате действия сил осмотического давления. Во время набухания клетки мембрана растягивается, что обусловливает рост мембранного натяжения. При определен- [c.49]

Однако применительно к живым биологическим объектам вряд ли можно говорить лишь о пассивной (простой) диффузии кислорода. На разных этапах транспорта кислорода в организме можно встретить многочисленные примеры облегченной диффузии. Следует отметить, что диффузионный перенос кислорода через биологические мембраны изучен хуже по сравнению с другими веществами. Тем не менее можно привести примеры диффузии растворенного кислорода через поры гистогематических мембран (мочевой пузырь жабы) и через каналы в клеточной мембране [564, 9]. Возможен перенос кислорода с плазмой через капиллярную стенку за счет гидростатического давления [369]. Хорошо известны роль межклеточной жидкости в транспорте растворенных в ней веществ к клеткам, а также движение гиалоплазмы, ускоряющей не менее чем на порядок поступление кислорода к удаленным от клеточной мембраны частям клетки с низким рОг сравнительно с простой диффузией. Такие потоки показаны не только для крупных растительных клеток [25, 184], но и для клеток млекопитающих [24, 521]. [c.15]

Если экстрагирование осуществляется без активирующего воздействия на клетку (знакопеременное механическое давление, акустические волны, электроимпульсное воздействие и т. д.) сопротивление клеточной мембраны существенно превышает сопротивление других стадий и оказывает решающее влияние на скорость процесса экстрагирования. [c.101]

Мембранное равновесие Доннана. Присутствие в организмах солей белков, отделенных клеточной мембраной от растворов электролитов, приводит к перераспределению электролитов и соответственно влияет на осмотическое давление по обе стороны мембраны. Перераспределение электролитов подчиняется выведенному Доннаном уравнению мембранного равновесия. [c.193]

Явление осмоса играет важную роль в жизни растений и животных. Стенки растительных клеток живых организмов представляют собой полупроницаемые мембраны, через которые свободно проходят молекулы воды, но почти полностью задерживаются вещества, растворенные в клеточном соке. Поэтому осмос служит причиной тургора (состояние напряжения) и плазмолиза (сморщивание) клеток. С ним связаны процессы усвоения пищи и обмена веществ. Прибор, схема которого приведена на рис. 54, дает возможность измерять осмотическое давление. Он называется осмометром. На основании опытных данных измерения осмотического давления при различных концентрациях и температурах было установлено, что осмотическое давление раствора пропорционально концентрации растворенного вещества и абсолютной температуре раствора [см. уравнение (У.8)], [c.147]

Химический состав клеточной стенки микроорганизмов различных групп неодинаков. Он изменяется и в зависимости от условий культивирования. Механически и химически клеточная стенка является очень прочным образованием. Она сохраняет форму клетки и поддерживает нужное осмотическое давление в ней, а также принимает участие в транспорте веществ. В отличие от цитоплазматической мембраны клеточная стенка проницаема для солей и других низкомолекулярных соединений. [c.15]

Цитоплазматическая мембрана отделяет протоплазму от клеточной стенки. Она рассматривается как главный определитель осмотического давления, транспорта веществ и проницаемости в клетке. Поверхность цитоплазматической мембраны складчатая, ее толщина 8 нм. В настоящее время господствует мнение, что цитоплазматическая мембрана построена из бимолекулярного [c.15]

Грибы синевы — типичные обитатели древесины хвойных пород, но могут встречаться и в древесине лиственных пород. Окраску древесины, зараженной грибами синевы, вызывает темный материал, отлагающийся в вакуолях гиф грибов. Гифы растут главным образом в паренхимных клетках и живут за счет их белкового содержимого. Находят гифы также и в трахеидах, где они растут на внутренней поверхности клеточных стенок, не оказывая ферментативного воздействия на их структуру [1081. Грибы синевы могут расти на поверхности древесины и отделочных покрытий, участвуя в образовании серой окраски [100]. Гифы проходят из одной клетки в другую через поровые мембраны и даже через клеточные стенки по всей их толщине. Для этой цели конец гифы превращается в своеобразный сверлящий инструмент, способный проникать через торус или клеточную стенку в результате локализованного ферментативного воздействия с одновременным механическим давлением [108, 111], [c.319]

Ионы щелочных металлов (Na , К )- Натрий распределен в основном снаружи, а калий - внутри клетки. Оба катиона вносят вклад в поддержание осмотического давления, передачу нервных импульсов, активный перенос сахаридов и аминокислот. Катионы Na" " и К , представляющие собой сильные кислоты, образуют комплексы с лигандами, содержащими донорные атомы кислорода (эти лиганды являются сильными основаниями). Но в живых системах эти ионы переносятся свободно, поскольку in vivo взаимодействие ионов с лигандами сравнительно слабое. Роль антибиотиков-ионофоров в активном переносе ионов через клеточные мембраны, например, в избирательном переносе натрия и калия при возбуждении мембран нервных клеток или [c.269]

Термин мембранао используется вот уже более 100 лет для обозначения клеточной границы, служащей, с одной стороны, барьером между содержимым клеткн н внешней средой, а с другой — полупроницаемой перегородкой, через которую могут проходить вода и некоторые из растворенных в ней веществ. В 1851 г. немецким физиолог X. фон Моль описал плазмолиз клеток растений, предположив, что клеточные стенки функционируют как мембраны. В 1855 г. ботаник К. фон Негели наблюдал различия в проникновении пигментов в поврежденные н неповрежденные растительные клетки и исследовал клеточную границу, которой он дал название плазматическая мембрана. Он предположил, что клеточная граница ответственна за осмотические свойства клеток. В 1877 г. немецкий ботаник В. Пфеффер опубликовал свой труд Исследование осмоса , где постулировал существование клеточных мембран, основываясь на сходстве между клетками и осмометрами, имевэщими искусственные полупроницаемые мембраны. В 80-х годах прошлого столетия датский ботаник X. де Фриз продолжил осмометрические исследования растительных клеток, предположив, что неповрежденный слой протоплазмы между плазмалеммой и тонопластом функционирует как мембрана. Его исследования послужили фундаментом при создании физико-химических теорий осмотического давления и электролитической диссоциации голландцем Я. Вант-Гоффом и шведским ученым С. Аррениусом. В 1890 г. немецкий физикохимик и философ В. Оствальд обратил внимание на возможную роль мембран в биоэлектрических процессах. Между 1895 и 1902 годами Э. Овертон измерил проницаемость клеточной мембраны для большого числа соединений и наглядно показал зависимость между растворимостью этих соединений в липидах и способностью их проникать через мембраны. Он предположил, что мембрана имеет липидную природу и содержит холестерин и другие липиды. Современные представления о строении мембран как подвижных липопротеиновых ансамблей были сформулированы в начале 70-х годов нашего столетня. [c.549]

Можно видеть, что бактерия окружена клеточной стенкой, представляющей собой жесткую структуру, довольно сложную по своему химическому составу и содержащую полисахариды, белки и липиды. Точное строение этих компонентов клеточной стенки различно у разных типов бактерий, что сообщает бактериальным клеткам сильную поверхностную специфичность. Клеточная стенка обусловливает характерную для данной бактерии форму (сферическую, форму прямой или изогнутой палочки) и обеспечивает прочность, необходимую для того, чтобы клетка не лопну ла поддействием внутреннего осмотического давления. К внутренней сто роне клеточной стенки плотно прилегает тонкая клеточная мембрана играющая у бактерии роль барьера проницаемости. Мембрана окружает протопласт, т. е. всю остальную часть прокариотической клетки Как видно на электронной микрофотографии, приведенной на фиг. 22 ядро бактерии (т. е. ее ДНК) связано с клеточной мембраной. [c.48]

Состав внеклеточной жидкости близок к составу морской воды в пред-кембрийскую эпоху, когда появились животные с замкнутой системой кровообращения. С тех пор соленость моря продолжала возрастать, тогда как состав внеклеточной жидкости остался постоянным. Основным катионом во внеклеточной жидкости является ион Ка , а из анионов преобладают СГ и НСОВнутри клеток преобладают катион и анион НРО Для соблюдения физико-химического закона электронейтральности, которому подчиняется любой живой организм в целом, некоторый недостаток неорганических анионов компенсируется анионами органических кислот (молочной, лимонной и др.) и кислых белков, несущих отрицательный заряд при физиологических значениях pH. Если вне клетки органические анионы компенсируют незначительную нехватку отрицательного заряда, то внутри клетки они должны компенсировать около 25 % положительных зарядов, создаваемых неорганическими катионами. Поскольку клеточные мембраны легко проницаемы для воды, то они могут разрушаться при незначительных различиях в давлении жидкости внутри и снаружи клеточной мембраны. Поэтому осмотическое давление внутри клетки должно быть равно таковому во внеклеточной жидкости, т. е. живая клетка подчиняется закону изоосмоляльности. Повышенное содержание катионов по отношению к концентрации анионов во внеклеточных жидкостях в сравнении с внутриклеточными средами приводит к тому, что наружная поверхность мембран клеток оказывается заряжена положительно относительно ее внутренней поверхности, и это имеет огромное биологическое значение (см. главу 15). В биологических жидкостях концентрацию осмотически активных частиц (независимо от их заряда, размера и массы) выражают в единицах осмоляльности — миллиосмомолях на 1 кг воды. Так как главные катионы и анионы внутриклеточных жидкостей многозарядные, то (при одинаковых осмоляльностях) концентрация электролитов, выраженная в миллиэквивалентах на 1 л, будет значительно выше внутри клетки, чем во внеклеточных жидкостях, где в основном содержатся однозарядные ионы. [c.180]

В отличие от грамположительных бактерий фактически все грамотрицательные бактерии имеют в своем составе муреин, который чувствителен к лизоциму. Однако наружная мембрана грамотрицательных бактерий непроницаема для лизоцима, и для того чтобы лизоцим подействовал, ее целостность должна быть нарушена. Этого добиваются замораживанием — оттаиванием, предварительной обработкой ЭДТА или в некоторых случаях обработкой антибиотиками, действующими на мембраны, такими, как полимиксин В. Гидролиз муреи-на в грамотрицательных бактериях не приводит к удалению наружной клеточной мембраны, поэтому образующиеся чувствительные к изменению осмотического давления структуры называют не протопластами, а сферо-пластами. [c.146]

I — протопласт прижат к клеточной стейке давлением, создаваемым центральной вакуолью 2 — концентрированный раствор 3 — клеточная стенка 4 — сжавшийся протопласт 5 — клеточная мембрана [c.31]

Пропускание пузырьков газа через среду является чрезвычайно эффективным средством увеличения переноса кислорода (как было показано при ферментации у бактерий). Однако этот метод может быть опасен для клеток животных вследствие повреждающего действия пузырьков на клеточные мембраны из-за высокой поверхностной энергии. Повреждающее действие может быть снижено при использовании крупных пузырьков воздуха (которые характеризуются меньшей поверхностной энергией по сравнению с мелкими пузырьками) путем снижения скорости поступления воздуха (до 5 см /л/ч) и добавлением препарата плуроник Р-68. В разд. 4.7 описан специальный метод пробулькивания (ферментер с воздушным лифтом), который может быть с успехом использован в больших одноблочных монослойных культурах (например, во флаконах с большой площадью поверхности). При использовании пробулькивания эффективность оксигенирования повышается в культуральных сосудах с высоким отношением высоты к диаметру, поскольку высокое давление у дна таких сосудов увеличивает растворимость кислорода. [c.69]

Фиколл-400 — полисахарид, полученный сополимеризацией сахарозы и эпихлоргидрина, с молекулярной массой 400000, хорошо растворимый в воде и устойчивый в широком диапазоне pH (при рН<3 гидролизуется). Следует избегать его контакта с сильными восстановителями и окислителями. По плотности растворы фиколла уступают растворам сахарозы той же концентрации, а по вязкости заметно их превосходят. Главным достоинством фиколла является малое (при концентрации ниже 20%) осмотическое давление его растворов. Большой размер молекул фиколла не позволяет им проходить через клеточные мембраны, поэтому его используют для создания градиентов плотности при центрифугировании клеток, клеточных органелл и частиц, связанных с мембранами. Эти градиенты применяют не только при зонально-скоростном, но и (чаще) при равновесном центрифугировании [Aspray et al., 1975]. Порошкообразный фиколл производит шведская фирма Pharma ia . [c.208]

Восприятие силы тяжести связано с воздействием давления на клеточные мембраны (плазмалемму или ЭР) находящихся в цитоплазме тяжелых частиц — статолитов. В качестве стато-литов могут выступать амилопласты, хлоропласты, АГ, а также включения в клетках типа друз щавелевокислых солей, карбонатов и др. Клетки, содержащие статолиты, называют ста-тоцитами. В корне роль статоцитов выполняют клетки центральной части корневого чехлика (рис 13.4), а статолитами служат амилопласты. Обнаружено, что мембраны ЭР также мог т перераспределяться под действием силы тяжести и рас- [c.396]

Однако на более мелких объектах этот метод трудно применять. В Институте физиологии им. А. А. Богомольца АН УССР под руководством Героя Социалистического Труда академика П. Г. Костюка разработан метод внутриклеточной перфузии сомы нейронов моллюсков. Суть метода заключается в следующем. Исследуемый нейрон диаметром от 40 до 200 мкм помещается в конусообразную пору перегородки ( 1 = 200—300 и 2=25—80 мкм), разделяющей верхний и нижний отсеки экспериментальной камеры. Стены поры покрыты клейкой массой, изготовленной на основе вазелинового масла. В нижней камере создается отрицательное гидростатическое давление, обеспечивающее слипание мембраны клетки со стенками поры и частичное разрушение участка мембраны, контактирующего с нижним отсеком. Окончательное разрушение барьерных свойств этого участка достигается пропусканием через нижний отсек изоосмотического раствора соли калия, не содержащего кальция. После этого гидростатическое давление снимается. Верхний отсек камеры заполняется раствором Риигера. Контактирующий с ним рабочий участок клеточной мембраны полностью сохраняет возбудимость и генерирует полноценные потенциалы действия, которые отводятся электродами, находящимися в обоих отсеках камеры. [c.89]

Бактериальные клетки в отличие от животных клеток окружены клеточной стенкой, которая придает им определенную форму и служит механической опорой. Одна клеточная мембрана не способна выдержать то высокое осмотическое давление, которое создается в бактериальной клетке вследствие большой концентрации метаболитов и которое может достигать 20 атм. Бактериальные клетки, лишенные клеточных стенок, в обьганой среде лизируются. [c.218]

Клеточный сок растений характеризз ется осмотическим давление.м от 5 до 10 атм. Солончаковые почвы развивают ос.мотическое давление 12,5 атм, а чернозем — всего лишь 2,5 атм. Плазматическая мембрана клеток играет роль полупроницаемой мембраны. Поскольку солончаковая почва содержит более концентрированные растворы солей (имеет большое осмотическое давление), то вода покидает клетки растения. В результате цитоплазма клетки отслаивается, а растение погибает. На черноземе картина иная — вода из почвы поступает в клетку и разбавляет теперь уже более концентрированный раствор в клетке. Растение хорошо впитывает влагу и развивается. Однако, если испарение и расход влаги недостаточны (длительное время стоит сырая и холодная погода), то при избытке влаги клетка растения может лопнуть. [c.227]

Питание микроорганизмов осуществляется через поверхность их тела путем диффузии в результате разных концентраций веществ внутри и вне организма. Движение растворенных веществ лод действием осмотического давления происходит в сторону мень-щих концентраций, воды — в сторону больших. Так как поступающие в клетку вещества вовлекаются в биохимические процессы и усваиваются микроорганизмом, равновесия их внутри клетки и. вне ее практически не наступает. Однако проникновение вещества -В клетку не всегда объяснимо осмосом. Цитоплазматическая мембрана обладает избирательной способностью отличать нужные вещества от ненужных и извлекать их из растворов с малой концентрацией, не пропуская вредные для клетки вещества, содержащиеся в среде в значительных концентрациях (до определенных лределов). Так как поверхность клеток на единицу их массы лредставляет громадную величину, то процессы обмена и размножения микроорганизмов происходят с большими скоростями, и этим объясняются интенсивные биоповреждения некоторых материалов, на которых идут такие процессы. Давление в клетке создается поступившими в нее веществами, продуктами обмена и веществами клеточного синтеза. В связи с высоким осмотическим давлением внутри клетки создается постоянный приток в нее воды. Этим можно объяснить способность микроорганизмов развиваться на сравнительно сухих средах. Так, микрогрибы способны повреждать материалы, имеющие влажность 15...20 % и ниже. [c.15]

Антибактериальные свойства пенициллинов и цефалоспорииов вытекают из их способности ингибировать ферменты, ответственные за конечную стадию биосинтеза бактериальной клеточной стенки. Бактериальная клеточная стенка представляет собой макромолекулярную сетку, полностью окружающую клетку и обеспечивающую ее структурную целостность. В присутствии пенициллинов и цефалоспорииов нарушается тонкий контроль деятельности расщепляющих и синтезирующих ферментов, необходимый для правильного роста клеточной стенки растущих бактерий. Возникающая в таких условиях клеточная стенка становится дефектной и не может обеспечить защиту хрупкой мембраны цитоплазмы от внешнего осмотического давления. При этом внутриклеточная жидкость прорывается сквозь мембрану цитоплазмы и организм погибает [19, 20]. [c.339]

Полупроницаемость клеточной стенки и цитоплазматической мембраны обусловливают осмотические свойства клеток микроорганизмов. Все микроорганизмы обладают внутриклеточным осмотическим давлением. При внесении бактерий, дрожжей и актиномицетов в концентрированные растворы солей или сахаров у них наблюдается явление плазмолиза. При этом внешнее осмотическое давление намного превышает внутреннее. Плазмолиз у грамотрицательных бактерий воспроизводится легче, чем у грамположительных, которые не плазмолизируются или с трудом плазмолизируются. Внутреннее осмотическое давление бактерий равно 3—6 атм, оно вдвое ниже, чем в клетках животных. Это связано с большей проницаемостью оболочки бактерий по сравнению с оболочками клеток высших животных. [c.86]

Животные клетки осуществляют перенос макромолекул через плазматическую мембрану путем эндоцитоза и экзоцитоза (см. гл. 6). В клетках растений эти процессы сильно затруднены из-за наличия жесткой клеточной стенки и тургорного давления. Ограниченная проницаемость клеточной стенки не позволяет микрочастицам и большинству макромолекул вступать в прямой контакт с внешней поверхностью плазматической мембраны поэтому растительные клетки за очень редким исключением ве могут поглощать такие частицы путем эндоцитоза. Это ограничение распространяется даже на жидко-фазный эидоцитоз малых молекул (разд. 6.5.4Х так как плазматическая мембрана в обычных условиях прижата к клеточной стегае тургорным давлением. Тем ве менее плазматическая мембрана растительной клетки образует многочисленные окаймленные ямки, которые, как полагают, отпгауровывают-ся, образуя окаймленные эндоцитозные пузырьки (рис. 19-35) (см. также разд. 6.5,7). [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология