230 likes | 1.29k Views
Biofyzika bunky. Štruktúra bunky. Plazmatická membrána. molekulová dvojvrstva lipidov fosfolipidy polárna hlavica 2 nepolárne hydrofóbne reťazce cholesterol zabudované proteíny integrálne periférne. Transportné mechanizmy cez bunkovú membránu (I). Pasívny transport
E N D
Plazmatická membrána • molekulová dvojvrstva lipidov • fosfolipidy • polárna hlavica • 2 nepolárne hydrofóbne reťazce • cholesterol • zabudované proteíny • integrálne • periférne
Transportné mechanizmy cez bunkovú membránu (I) Pasívny transport • prebieha v smere elektrochemického gradientu • nevyžaduje prísun energie Difúzia - Jednoduchá - Facilitovaná Osmóza Prestup bielkovinovými kanálmi
Transportné mechanizmy cez bunkovú membránu (II) Aktívny transport • prebieha proti smeru elektrochemického gradientu • vyžaduje prísun energie (ATP) Transport pomocou nosičov Pinocytóza
Difúzia • samovoľný proces prenosu látok z miesta vyššej koncentrácie na miesto s nižšou koncentráciou, pričom sa molekuly pohybujú chaotickým tepelným pohybom
1. Fickov zákon: Hustota difúzneho toku D – difúzny koeficient – množstvo rozpustenej látky, ktoré prejde za jednotku času cez jednotkový prierez pri jednotkovom koncentračnom gradiente
Difúzia cez bunkovú membránu J = -P.S (ce – ci) kde P - koeficient permeability membrány pre danú látku ce – ci - koncentrácie látok vo vonkajšom a vnútornom prostredí Transport iónov (Planckova rovnica) Iónový tok: kde u -pohyblivosť iónov C -koncentrácia iónov v membráne dU/dx -gradient elektrického poľa (intenzita elektrického poľa)
Facilitovaná difúzia – transport pomocou nosiča v smere elektrochemického gradientu
Difúzia bielkovinovými kanálmi- selektívny a saturovateľný prestupvrátkovací mechanizmus:-napäťový - chemický (ligandy) - mechanický
Osmóza • prenos molekúl rozpúšťadla cez polopriepustnú membránu v smere gradientu rozpúšťadla, teda proti koncentračnému gradientu rozpustenej látky
Tok rozpúšťadla (osmóza): J = k .S . (π1 – π2) kde π1 a π2 - osmotické tlaky roztokov oddelených membránou k - koeficient priepustnosti Veľkosť osmotického tlaku - van't Hoffova rovica: = c.R.T kde c- molárna koncentrácia rozpustenej látky
Transport pomocou nosičov Charakteristika: - Substrátová špecifita - Obmezdená kapacita systému daná koncentráciou jeho molekúl v membráne - Možnosť kompetície - Možnosť blokovania aktívneho prenosu látkami, ktoré inhibujú tvorbu ATP
práca potrebná na prekonanie elektrochemického gradientu: kde n - množstvo danej látky v móloch c1 a c2 - koncentrácie látky na oboch stranách membrány F -Faradayova konštanta z -valencia iónov Φ1 – Φ2 -rozdiel potenciálov na oboch stranách membrány
Elektrické prejavy buniek • nerovnomerné rozdelenie základných fyziologických iónov po oboch stranách semipermeabilnej bunkovej membrány vznik elektrickej potenciálovej diferencie Koncentrácia (mmol/H2O)
Donnanova rovnováha: [K+]e . [Cl-]e = [K+]i . [Cl-]i Pokojový membránový potenciál (-50 až -100 mV) Nerstova rovnica:
Akčný potenciál • rýchla zmena napätia na membráne niektorých buniek • depolarizácia • transpolarizácia • repolarizácia • hyperpolarizácia
Zmeny dráždivosti počas vzruchu • Absolútna refraktérna fáza –membrána nedráždivá • Relatívna refraktérna fáza – obnova dráždivosti
Šírenie akčného potenciálu • konštantná rýchlosť bez dekrementu • „všetko alebo nič“ • vznik miestnych prúdov • myelínová pošva – Ranvierove zárezy → saltatórne vedenie • (10-100 krát vyššia rýchlosť)