So sánh các hình thức vận chuyển thấm khi vận chuyển vật chất qua màng tế bào

–          Định nghĩa khuếch tán: khuếch tán là sự liên tục vận động các hạt vật chất, hạt đó có thể là ion, là phân tử nước, là chất tan trong dung dịch bất kỳ, trong dịch thân thể hoặc là chất khí.

–          Các hình thức khuếch tán qua màng tế bào :

Khuếch tán đơn thuần qua lớp lipid kép

Khuếch tán đơn thuần qua kênh protein và cánh cổng ngăn kênh .
Khuếch tán có tần suất ( khuếch tán được tăng cường )

–          Đặc điểm  của hình thức khuếch tán

Là sự vân động liên tục của các hạt vật chất
Là sự vận chuyển theo bậc thang điện hóa :
bậc thang nồng độ ,

bậc thang áp suất,                          điện thế.

Sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên sẵn có lấy từ hoạt động nhiệt của vật chất – hoạt động Brow ( gồm động năng và thế năng ), vật chất chỉ ngừng hoạt động khi nhiệt độ ở độ không tuyệt đối ( – 237 °C hay 10 ° K ) do đó không tốn hoặc tốn vô cùng ít nguồn năng lượng .

–          Các yếu tố ảnh hưởng:

• Tính thấm của màng đối với một chất là tốc độ khuếch tán thực của chất đó qua một đơn vị diện tích màng, dưới tác dụng của một đơn vị hiệu nồng độ( khi không có áp suất và hiệu điện thế)

Tính  thấm của màng chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau :

– Bề dày màng ( càng dày càng khuếch tán chậm )
– Độ tan trong mỡ của chất khuếch tán ( vì màng tế bào có thực chất cấu trúc từ lớp lipid kép do đó độ tan trong mỡ của chất khuếch tán càng cao thì càng qua nhanh )
– Số lượng kênh protein ( vận tốc khuếch tán tỉ lệ thuận với số kênh trên một đơn vị chức năng diện tích quy hoạnh )
– Trọng lượng phân tử của chất khuếch tán ( khối lượng phân tử càng thấp càng dễ khuếch tán ), size phân tử của chất khuếch tán ( size phân tử càng lớn càng khuếch tán chậm và ngược lại ). Nếu hai chất có cùng khối lượng phân tử chất nào có size phân tử lớn hơn sẽ khuếch tán chậm hơn .
– Nhiệt độ ( vận tốc khuếch tán tỉ lệ thuận với nhiệt độ vì khi nhiệt độ tăng thì sẽ tăng phân phối nguồn năng lượng cho vật chất, nguồn năng lượng này sẽ chuyển thành động nang làm cho các hạt vật chất hoạt động nhanh hơn .
Hệ số khuếch tán của màng tế bào kí hiệu là D chính là tính thấm p của toàn màng, do đó bằng tính thấm P nhân với diện tích quy hoạnh toàn màng A : D = P * A

• Bậc thang nồng độ : tốc độ khuếch tán thực tỉ lệ với hiệu nồng độ chất khuếch tán giữa hai bên màng tế bào.

Khuếch tán thực = aD ( Co – Ci )
Trong dó Co là nồng độ ngoài màng Ci là nồng độ trong màng, d là thông số khuếch tán .

• Bậc thang điện thế : Khi có chênh lệch hiệu điện thế hai bên màng tế bào, thì có một gradient điện qua màng (tức bậc thang chênh lệch điện thế). Điện tích dương hấp dẫn các ion âm còn điện tích âm đẩy các ion âm, tạo nên một chênh lệch nồng độ. Chênh lệch nồng độ tăng dần đến mức xu thế khuếch tán do chênh lệch nồng độ bằng xu hế khuếch tán do hiệu điện thế, thì lúc này hệ thống ở vào trạng thái cân bằng động.
• Ảnh hưởng của hiệu áp suất : Khi có hiệu áp suất lớn hai bên màng, thì có dòng phân tử vận động từ bên áp suất cao sang bên áp suất thấp.

Ví dụ : trong trường hợp ở màng mao mạch, áp suất trong mao mạch cao hơn ngoài mao mạch chừng 20 mmHg, nước và các chất tan trong huyết tương khuếch tán ra ngoài mao mạch.

I.                 
Vận
chuyển thấm

1.      Vận chuyển thụ
động

–         
Khái niệm : còn gọi là khuếch tán đơn thuần. Một số vật chất có
phân tử nhỏ hòa tan trong nước, hòa tan vào lớp lipid kép  của màng, đi qua nó rồi hòa với dung dịch
nước ở phía bên kia màng. Quá trình này có rất ít sự đặc hiệu. VD: ethanol,
ure, glycerol, O2 và CO2…

–         
Đặc điểm:

o Chất vận chuyển không bị biến hóa hóa học, ko tích hợp với chất khác
o Không cần nguồn năng lượng
o Phụ thuộc vào gradient nồng độ hay điện thế
o Vận chuyển theo 2 chiều, cân = giữa trong và ngoài tế bào .

–         
Điều kiện ảnh hưởng đến sự khuếch tán:

o Độ lớn của chất vận chuyển
o độ hòa tan trong lipid
o hóa trị của ion
o nhiệt độ ( tăng 10 độ tính thấm tăng 1,4 lần )
o nhu yếu hoạt động giải trí : cơ co làm tăng acid amin và glucose vào TB
o tác động ảnh hưởng tương hỗ của các chất ( Ca2 + link với nước thì giảm thấm, glycerin có thuốc mê thì tăng thấm … )
o Gradient nồng độ :
§ Môi trường nhược trương : nồng độ chất hòa tan trong thiên nhiên và môi trường < trong tế bào => TB động vật hoang dã bị trương rồi tan bào

§ ưu trương : ( thiên nhiên và môi trường > TB ) => TB động vật hoang dã bị teo bào, TB thực vật bị co nguyên sinh .
§ đẳng trương ( = nhau, là môi trường tự nhiên sinh lý thích hợp với sự sống của TB ). Nồng độ chất so với mỗi loại TB động vật hoang dã và thực vật khác nhau .

2.      vận chuyển có
trung gian

– Loại này vẫn gọi là vận chuyển thụ động nhưng có nhờ một protein xuyên màng trợ giúp cho đi qua => đã có tính dữ thế chủ động 1 phần, hoàn toàn có thể coi là loại v / c chuyển tiếp giữa thụ động và dữ thế chủ động .

–         
Đặc điểm:Cần protein màng tiếp nhận và làm vận tải viên, ko cần năng lượng, theo
gradient nồng độ, v/c 2 chiều (thuận nghịch)

–         
Ví dụ:

o Sự vận chuyển glucose qua màng hồng cầu : Vận tải viên là một proein xuyên màng gọi là glucose permease. Khi D-glucose link với permease thì permease biến dạng và đẩy glucose vào trong TB, L-glucose ko vào được. Sau khi vào TB glucose bị phosphoryl hóa thành G6P nên ko ra được. Ngoài vận chuyển glucose, permease còn v / c 1 số đường đơn khác
o Vận chuyển một số ít anion qua màng : Các ion Cl ­ – và HCO3 – cũng vào màng hồng cầu nhờ vận tải đường bộ viên protein tên là band3 ( xuyên màng nhiều lần ). Band3 là chuỗi pp có 930 acid amin, mỗi HC chứa 106 band3. HC vận chuyển O2 từ phổi đến mô và CO2 từ mô đến phổi, band3 can thiệp trong sự trao đổi này = cách xúc tác việc trao đổi 1 anion qua màng, có nghĩa là đưa 1 HCO3 – vào thì đưa 1 Cl ­ – ra và ngược lại không được cho phép các anion chỉ vượt qua màng theo 1 chiều

3.      Vận chuyển chủ
động qua màng

a.     
Khái niệm : là loại vận chuyển hoàn toàn theo yêu cầu của tế bào.

b.     
Đặc điểm : cần trung gian vận tải, cần năng lượng, có thể ngược gradient nồng độ
hay điện thế, v/c chỉ 1 chiều

c.      
Vd :

–         
Bơm Na⁺ K⁺, vận tải viên là Na⁺K⁺ ATPase. Nhờ bơm này mà nồng độ
của K⁺ ở bên trong cao hơn 10-20 lần so với bên ngoài tế bào, trong đó Na⁺ thì
ngược lại.

o Bơm này có ở màng sinh chất ở hầu hết TB động vật hoang dã, có tính năng đẩy Na ⁺ ra ngoài, đồng thời đẩy K ⁺ vào trong tế bào .
o Cấu tạo bơm : gồm 1 phân đơn vị chức năng lớn xúc tác vận chuyển qua màng, nó xuyên màng nhiều lần và một phân đơn vị chức năng nhỏ là glucoprotein. Phân đơn vị chức năng lớn có 2 vị trí cho K ⁺ và 1 cho uabain ở mặt ngoài màng và 3 vị trí cho Na ⁺ và 1 cho ATP ở mặt trong, thủy phân một ATP thì đẩy được 3 Na ⁺ ra và bơm được 2K ⁺ vào. ( Na ⁺ đi vào tế bào bằng con đường khác là con đường permease của glucose )
o Quá trình vận chuyển chia làm 3 bước
§ Bước 1 : 3 Na ⁺ vào vị trí ở phía trong vận tải đường bộ viên
§ Bước 2 : 3 Na ⁺ được đưa ra khỏi tế bào và 2K ⁺ vào vị trí phía ngoài màng của vận tải đường bộ viên
§ Bước 3 : 2K ⁺ được đưa vào tế bào, vận tải đường bộ viên trở lại trạng thái khởi đầu

–         
Bơm Ca2+ ATPase : có trên màng lưới nhắn
của tế bào cơ và màng tế bào HC. Ở HC nó đẩy Ca2+ ra khỏi HC. Ở cơ khi nó bơm
Ca2+ vào lòng lưới nhẵn thì cơ duỗi, ngược lại cơ co, cần Mg2+ để hoạt động

–         
Bơm H⁺: có ở màng tiêu thể, bơm H+ vào tiêu thể

II.              
Ẩm thực
bào

–         
khái niệm: là hình thức vận chuyển có sử dụng đến túi làm bằng màng sinh chất.

1.      Ẩm bào

– Là sự tiếp thu ko đặc hiệu các chất hòa tan trong dịch ngoại bào. Màng tế bào lõm vào thành túi bao lấy dịch, nồng độ chất hòa tan trong túi = dịch ngoại bào. Sau đó túi tách khỏi màng đi vào tế bào chất .

2.      Nội thực bào :

– Giống ẩm bảo là màng cũng bao lấy mồi tạo thành túi để đưa mồi vào TBC. Khác ẩm bào : mồi là đặc hiệu và phải có ổ đảm nhiệm nhận diện mồi .
– Mồi được ổ đảm nhiệm nhận diện và tiếp đón dưới dạng link trong thời điểm tạm thời gọi là phức tạp mồi-ổ đảm nhiệm. Tại đó, màng tế bào lõm xuống tạo thành túi bao lấy mồi sau đó túi tách khỏi màng đi vào TBC để đến với bào quan tiếp đón ( tiêu thể, lưới nhẵn … )
– Màng TB động vật hoang dã có tới 30.000 ổ đảm nhiệm. Chúng có từng loại khác nhau và có năng lực tiếp đón rất đặc hiệu. Ổ tiếp đón là protein, có khi là phức tạp protein, protein thường được glycosyl hóa bởi carbonhydrat, góp thêm phần tạo cấu trúc bậc 3 của protein, làm bền protein và hoàn toàn có thể góp thêm phần vào sự nhận diện chất gắn đặc hiệu. Ổ tiếp đón hoàn toàn có thể bị hao hụt theo sự hao hụt của màng mỗi lần màng lõm thành túi nội thực bào để đi vào tế bào chất .
– Nội thực bào có một loại đặc biệt quan trọng để tiếp đón những chất đặc biệt quan trọng và giao theo địa chỉ đúng mực. Túi của loại này gọi là túi áo ( acantosom ). VD : chất gắn là cholesterol este hóa và địa chỉ giao nhận là tiêu thể .
– Phần lớn cholesterol tế bào hấp thu được dùng để tạo màng mới. Nếu sự hấp thu bị ngừng, cholesterol tích góp trong máu => mảng xơ vữa động mạch. Đại bộ phận cholesterol được vận chuyển trong máu link với protein tạo thành phức tạp lipoprotein tỉ trọng thấp ( LDL )
– Tại nơi tập trung chuyên sâu những ổ đảm nhiệm đặc hiệu 1 loại chất gắn nhất định ( VD : phức LDL ), màng tế bào lõm thành lõm màng, phía trong hay phía TBC một loại protein tên là clathrin tập trung chuyên sâu đến và link lại thành một mạng lưới để khi nội thực bào đã hoàn thành xong thì lưới bao lấy túi. Lõm có bao clathrin là lõm áo, túi là túi áo .
– Cơ chế khác là chất gắn gắn với ổ đảm nhiệm đặc hiệu của nó rồi phức tạp này vận động và di chuyển về lõm áo đã hình thành sẵn
– Túi áo vào tế bào chất. Phần vỏ lưới clathrin giáng cấp, phân tán trong TBC. Túi nội thực bảo chuyển thành phần bên trong đến thể nội bào ( endosom ). Phần màng tế bào có ổ tiếp đón được gửi trở lại màng sinh chất, trong khi đó LDL được thủy phân ở tiêu thể => giải phóng cholesterol tự do và được sử dụng cho tế bào để tổng hợp màng mới. Nếu như số lượng cholesterol tự do quá nhiều được tích góp trong TB sẽ đồng thời gây ra ngừng tổng hợp cholesterol đặc hiệu cho tế bào và không đảm nhiệm LDL nữa

3.      Thực bào:

– Là sự đưa các phân tử lớn như vi trùng hoặc một phần của tế bào vỡ, mảnh chất dẻo nhỏ … .
– Hình thức này xảy ra ở đại thực bào hoặc các động vật hoang dã nguyên sinh .
– Khi vật mồi bám vào mặt màng, màng tế bào tảo ra bao lấy mồi. Màng tế bào còn kêu gọi thêm các sợi vi thể chứa actin nằm ngay dưới mặt màng để gia cố cho túi thực bào .

4.      Ngoại tiết bào

–         
Là hiện tượng các túi bài tiết chứa chất thải hoặc
chất tiết từ tế bào chất đến áp sát hòa màng túi vào màng tế bào, mở túi và
thải các chất ấy ra khỏi tế bào.

vận chuyển vật chất qua màng tế bào

Nguồn bác sĩ đa khoa