MEMBRANLARDAN MADDE TRANSPORTU

1. MEMBRANLARDAN MADDE TRANSPORTU Uzm.Dr.Mustafa SARIKAYA

2. Membranların Geçirgenliği Membranlar, intrasellüler ve extrasellüler sıvılar arasındaki farklılığı başlıca iki özellikleri ile sağlarlar: • seçici geçirgenlik • bu geçirgenliğin değişebilirliği

3. pasif transport sistemleri Enerji kullanmayan transport mekanizmaları: • basit difüzyon • kolaylaştırılmış difüzyon • filtrasyon • osmoz

4. aktif transport sistemleri Enerji kullanan transport mekanizmaları: • aktif transport • endositoz ve ekzositoz

5. difüzyon Bir kaba konan sıvı veya gaz şeklindeki maddenin molekülleri, kabın her yerine ortalama olarak aynı konsantrasyonda dağılır.

7. Bir kaba aynı maddenin ayrı yoğunluktaki solüsyonları konduğunda, moleküller çok yoğun oldukları bölgeden az yoğun yere doğru dağılarak konsantrasyonu eşitler.

8. difüzyonun yönü • difüzyonda hareket tek yönlü değildir • moleküller devamlı hareket halinde olduğundan, az yoğun ortamdan çok yoğun ortama da bir miktar madde geçişi olur • iki yöne doğru olan difüzyon akımları arasındaki fark net geçişi verir

13. difüzyonun gücü Difüzyon akımının büyüklüğü çeşitli faktörlere bağlı olarak değişir: • konsantrasyon farkı • sıcaklık • molekül kitlesi • yüzey alanı • ortam hali

14. difüzyonun hızı • moleküller düz bir çizgide çok uzağa gidemezler • dolayısıyla difüzyon süresi moleküllerin difüze olacakları mesafenin karesiyle orantılıdır • organizmada dolaşım sistemi mesafeleri kısaltıcı işlev görür

15. membranlardan difüzyon • hücre zarında difüzyon, aynı molekülün sudaki difüzyonundan çok daha yavaştır • membranda difüzyonu sınırlayan esas faktör lipid çift tabakadır • polar ve iyonize moleküller ya hiç ya da çok az difüze olur • bir maddenin lipidlerde eriyebilirliğinin yüksek olması membranlardan daha kolay geçmesini sağlar

18. protein kanallar • sodyum, potasyum, klor ve kalsiyum gibi iyonlar membran lipidlerindeki son derece düşük erirliklerine rağmen hızla difüze olurlar • bu iyonların geçişi kanal vazifesi gören integral proteinler yoluyla olur • farklı hücreler, farklı iyonlara farklı derecede geçirgendir

19. iyon kanalları • kanalların kendilerine özel iyonlara karşı spesifitesi vardır • bu seçicilik kanal çapına veya kanal duvarını oluşturan proteinlerin elektrik yüküne bağlı olabilir • kanalın çapı, içerisinden geçecek iyona göre hafifçe büyüktür

22. elektrokimyasal gradyent • membranlardan iyonların geçişi yalnızca konsantrasyon gradyentine göre olmaz • plazma membranının dinlenim potansiyeli gereği, pozitif iyonları içeri çekmeye, negatif iyonları ise dışarı itmeye yönelen bir kuvvet vardır • konsantrasyon gradyenti ile elektriksel çekim gücü arasındaki bileşke kuvvet ile iyonun geçişi belirlenir

23. iyon permeabilitesi • iyon kanallarının açılıp kapanması ile membran permeabilitesinde değişiklik meydana gelir • bu durum kanal proteini konformasyonu üzerindeki değişiklikler yoluyla sağlanır

24. İyon kanalının açılma frekansı ile açık kalma süresi üzerinde etkili başlıca 3 faktör vardır: • membrana bağlanan spesifik kimyasal haberciler (ligand duyarlı kanallar) • membran potansiyelinde değişiklikler (voltaj duyarlı kanallar) • membranın gerilmesi (mekanosensitif kanallar)

25. aracılı transport sistemleri • polaritesi fazla veya büyük moleküllerin geçişi daha çok birtakım taşıyıcı işlevi gören membran proteinleri ile olur • farklı hücrelerde farklı tip ve sayıda taşıyıcı bulunabilir • bağlanma yine proteinin konformasyonu üzerinde meydana gelen değişiklik ile olur

26. Aracılı transportta geçiş hızını 3 faktör belirler: • taşıyıcının o madde için afinitesi • membrandaki taşıyıcı miktarı • taşıyıcı protein konformasyonunda meydana gelen değişiklik hızı

28. kolaylaştırılmış difüzyon • net akım konsantrasyon gradyenti ile aynı yöndedir; iki taraf konsantrasyonu eşitlendiğinde akım durur • enerji gerektirmez • en güzel örnek glikozdur

29. Vander-Sherman-Luciano; Human Physiology, 2001.

30. aktif transport • konsantrasyon gradyentine zıt yönde bir taşınım söz konusudur • iki tarafın konsantrasyonu eşitlense de devam eder; taşınan madde için bir kararlılık durumu vardır • enerji gerektiren bir olaydır

31. enerji; • ya taşıyıcı protein üzerindeki bağlanma yerinin membranın bir tarafında diğer tarafa göre daha yüksek bir afinite göstermesini • ya da proteindeki bağlanma bölgesinin membranın bir tarafından diğer tarafa hareket etme hızını ... değiştirir

33. primer aktif transport Taşıyıcı protein ATP’yi doğrudan yıkarak kendini fosforilleyen bir ATPaz’dır. • Na+-K+ ATPaz • Ca+2 ATPaz • H+ ATPaz • H+-K+ ATPaz

34. sekonder aktif transport • enerji olarak doğrudan ATP değil, iyon konsantrasyon gradyentini kullanılır • taşıyıcı protein üzerinde asıl taşınacak madde haricinde bir de enerjiyi sağlayacak olan iyonu bağlayan bölge vardır • bu iyon genellikle sodyumdur

36. simport - antiport taşınım • sekonder aktif transport ile taşınan madde sodyum iyonları ile aynı yönde taşınıyorsa simport (sodyum co-transportu), • ters yönde taşınıyorsa antiport (sodyum counter-transportu) olarak anılır • kural olarak transport mutlaka konsantrasyon gradyentine zıt yöndedir

38. Na+-Ca+2 zıt transport proteini

39. özet

41. osmoz; suyun difüzyonu • su, polar bir molekül olmasına rağmen hücre zarından hızla difüze olur • geçiş iki taraf arası osmolarite farkına göredir • su, osmolaritesi düşük olan bölgeden yüksek osmolariteye sahip tarafa geçer

43. osmotik basınç • bir solüsyonun osmotik basıncı = “saf su ile yanyana konduğunda, su difüzyonunu önleyebilmek için uygulanması gereken basınç” • osmotik basıncı arttıkça osmolarite de artar, su konsantrasyonu düşer

44. organizmada osmolarite • vücut sıvıları osmolaritesi 300 mOsm/l’dir • extrasellüler sıvıdaki partiküllerin %85 kadarı sodyum ve klor, hücre içindekiler ise en çok potasyum iyonları ile organik maddelerdir • hücreler osmotik basıncı kendilerinden daha yüksek bir ortama konduğunda su kaybına uğrayarak büzüşür, osmotik basıncı düşük ortamda ise su alıp şişerler

46. izotonik solüsyon =membrandan geçebilen mevcut madde konsantrasyonuna bakılmaksızın, 300 mOsm/l geçemeyen madde içeren solüsyon hipertonik solüsyon = Membrandan geçebilen mevcut madde konsantrasyonuna bakılmaksızın, 300 mOsm/l’den fazla geçemeyen madde içeren solüsyon hipotonik solüsyon =membrandan geçebilen mevcut madde konsantrasyonuna bakılmaksızın, 300 mOsm/l’den daha az geçemeyen madde içeren solüsyon

48. endositoz pinositoz: hücre içine sıvı materyal alınır (hücrenin içmesi) fagositoz: hücre içine hasara uğramış doku artıkları veya bakteriler vb alınır (hücrenin yemesi) • endositoz sırasında hücre membranı bir parçasını kaybeder • bu kayıp ekzositoz ile yerine konur

50. fagositoz