Màng tế bào

Hình ảnh của một màng tế bào. Các quả bóng nhỏ màu xanh và trắng tương ứng với các "đầu" ưa nước của lipid, và các đường gắn vào chúng tương ứng với các "đuôi" kỵ nước. Hình bên chỉ cho thấy các protein màng tích hợp (các hạt cầu đỏ và các vòng xoắn màu vàng). Các chấm hình bầu dục màu vàng bên trong màng - phân tử cholesterol Chuỗi hạt màu xanh lục vàng ở bên ngoài màng - chuỗi oligosaccharide tạo thành glycocalyx

Màng sinh học cũng bao gồm các protein khác nhau: nguyên phân (xuyên qua màng), bán nguyên phân (nhúng một đầu vào lớp lipid bên ngoài hoặc bên trong), bề mặt (nằm ở bên ngoài hoặc tiếp giáp với các mặt bên trong của màng). Một số protein là điểm tiếp xúc của màng tế bào với bộ xương bên trong tế bào và thành tế bào (nếu có) bên ngoài. Một số protein không thể tách rời có chức năng như các kênh ion, các chất vận chuyển khác nhau và các thụ thể.

Chức năng của màn hình sinh học

rào cản - cung cấp một quá trình trao đổi chất có quy định, chọn lọc, thụ động và tích cực với môi trường. Ví dụ, màng peroxisome bảo vệ tế bào chất khỏi các peroxit nguy hiểm cho tế bào. Tính thấm chọn lọc có nghĩa là tính thấm của màng đối với các nguyên tử hoặc phân tử khác nhau phụ thuộc vào kích thước, điện tích và tính chất hóa học của chúng. Tính thấm chọn lọc đảm bảo ngăn cách tế bào và các ngăn tế bào với môi trường và cung cấp cho chúng những chất cần thiết.

vận chuyển - qua màng có sự vận chuyển các chất vào trong tế bào và ra khỏi tế bào. Sự vận chuyển qua màng cung cấp: cung cấp các chất dinh dưỡng, loại bỏ các sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất, bài tiết các chất khác nhau, tạo ra các gradien ion, duy trì độ pH và nồng độ ion thích hợp trong tế bào, cần thiết cho hoạt động của các enzym của tế bào.

Các hạt vì lý do nào đó không thể vượt qua lớp kép phospholipid (ví dụ, do tính chất ưa nước, vì màng bên trong kỵ nước và không cho phép các chất ưa nước đi qua, hoặc do kích thước lớn của chúng), nhưng cần thiết cho tế bào, có thể xuyên qua màng thông qua các protein mang đặc biệt (chất vận chuyển) và protein kênh hoặc bằng quá trình nội bào.

Trong vận chuyển thụ động, các chất đi qua lớp kép lipid mà không tiêu tốn năng lượng, bằng cách khuếch tán. Một biến thể của cơ chế này là khuếch tán tạo điều kiện, trong đó một phân tử cụ thể giúp một chất đi qua màng. Phân tử này có thể có một kênh chỉ cho phép một loại chất đi qua.

Vận chuyển tích cực đòi hỏi năng lượng, vì nó xảy ra với gradient nồng độ. Có các protein bơm đặc biệt trên màng, bao gồm ATPase, chủ động bơm các ion kali (K +) vào trong tế bào và bơm các ion natri (Na +) ra khỏi tế bào.

ma trận - cung cấp một vị trí tương đối nhất định và định hướng của các protein màng, sự tương tác tối ưu của chúng;

cơ học - đảm bảo tính tự chủ của tế bào, các cấu trúc nội bào của nó, cũng như kết nối với các tế bào khác (trong mô). Thành tế bào đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp chức năng cơ học, và ở động vật - chất gian bào.

năng lượng - trong quá trình quang hợp trong lục lạp và hô hấp tế bào trong ti thể, các hệ thống truyền năng lượng hoạt động trong màng của chúng, trong đó các protein cũng tham gia;

thụ thể - một số protein nằm trong màng là thụ thể (các phân tử mà tế bào nhận biết một số tín hiệu nhất định).

Ví dụ, các hormone lưu thông trong máu chỉ tác động lên các tế bào đích có các thụ thể tương ứng với các hormone đó. Chất dẫn truyền thần kinh (hóa chất dẫn truyền xung thần kinh) cũng liên kết với các protein thụ thể cụ thể trên tế bào đích.

enzym - protein màng thường là enzym. Ví dụ, màng sinh chất của tế bào biểu mô ruột chứa các enzym tiêu hóa.

thực hiện tạo và dẫn truyền thông tin sinh học.

Với sự trợ giúp của màng, nồng độ ion không đổi được duy trì trong tế bào: nồng độ ion K + bên trong tế bào cao hơn nhiều so với bên ngoài, và nồng độ Na + thấp hơn nhiều, điều này rất quan trọng, vì điều này duy trì sự khác biệt tiềm năng qua màng và tạo ra xung thần kinh.

đánh dấu tế bào - có các kháng nguyên trên màng hoạt động như dấu hiệu - "nhãn" cho phép tế bào được xác định. Đây là các glycoprotein (tức là các protein có chuỗi bên oligosaccharide phân nhánh gắn liền với chúng) đóng vai trò "ăng-ten". Do có vô số cấu hình chuỗi bên, có thể tạo một điểm đánh dấu cụ thể cho từng loại ô. Với sự trợ giúp của các điểm đánh dấu, các tế bào có thể nhận ra các tế bào khác và hoạt động cùng với chúng, ví dụ, khi hình thành các cơ quan và mô. Nó cũng cho phép hệ thống miễn dịch nhận ra các kháng nguyên lạ.

Cấu trúc và thành phần của màng sinh học

Màng được cấu tạo bởi ba lớp lipid: phospholipid, glycolipid và cholesterol. Phospholipid và glycolipid (lipid với cacbohydrat gắn liền với chúng) bao gồm hai "đuôi" hydrocacbon dài kỵ nước được liên kết với một "đầu" ưa nước tích điện. Cholesterol làm cứng màng bằng cách chiếm không gian tự do giữa các đuôi lipid kỵ nước và ngăn không cho chúng uốn cong. Do đó, màng có hàm lượng cholesterol thấp sẽ linh hoạt hơn, trong khi màng có hàm lượng cholesterol cao thì cứng và giòn hơn. Cholesterol cũng đóng vai trò như một “nút chặn” ngăn cản sự di chuyển của các phân tử phân cực ra vào tế bào. Một phần quan trọng của màng được tạo thành từ các protein thâm nhập vào nó và chịu trách nhiệm về các đặc tính khác nhau của màng. Thành phần và định hướng của chúng trong các màng khác nhau là khác nhau.

Màng tế bào thường không đối xứng, có nghĩa là, các lớp khác nhau về thành phần lipid, sự chuyển đổi của một phân tử riêng lẻ từ lớp này sang lớp khác (cái gọi là dep Lê) kho.

Các bào quan có màng

Đây là những phần khép kín hoặc liên kết với nhau của tế bào chất, ngăn cách với tế bào chất bằng màng. Các bào quan có màng đơn gồm lưới nội chất, bộ máy Golgi, lysosome, không bào, peroxisome; đến hai màng - nhân, ti thể, plastids. Bên ngoài, tế bào được giới hạn bởi cái gọi là màng sinh chất. Cấu trúc của màng của các bào quan khác nhau khác nhau về thành phần của lipid và protein màng.

Sự thẩm thấu có chọn lựa

Màng tế bào có tính thấm chọn lọc: glucose, axit amin, axit béo, glycerol và các ion chậm khuếch tán qua chúng, và bản thân màng tích cực điều chỉnh quá trình này ở một mức độ nhất định - một số chất đi qua, trong khi những chất khác thì không. Có bốn cơ chế chính cho sự xâm nhập của các chất vào tế bào hoặc sự loại bỏ chúng từ tế bào ra bên ngoài: khuếch tán, thẩm thấu, vận chuyển tích cực và xuất ngoại hoặc nội bào. Hai quá trình đầu tiên có bản chất thụ động, tức là chúng không đòi hỏi năng lượng; hai quá trình cuối cùng là các quá trình hoạt động liên quan đến tiêu thụ năng lượng.

Tính thấm chọn lọc của màng trong quá trình vận chuyển thụ động là do các kênh đặc biệt - các protein tích hợp. Chúng xuyên qua màng và xuyên qua, tạo thành một loại lối đi. Các nguyên tố K, Na và Cl có kênh riêng. Đối với gradient nồng độ, các phân tử của các nguyên tố này di chuyển vào và ra khỏi tế bào. Khi bị kích thích, các kênh ion natri mở ra và có một dòng ion natri chảy mạnh vào tế bào. Điều này dẫn đến mất cân bằng điện thế màng. Sau đó, điện thế màng được phục hồi. Các kênh kali luôn mở, thông qua chúng, các ion kali từ từ đi vào tế bào.

Liên kết

Bruce Alberts và cộng sự. Sinh học phân tử của tế bào. - Xuất bản lần thứ 5. - New York: Garland Science, 2007. - ISBN 0-8153-3218-1 - sách giáo khoa sinh học phân tử bằng tiếng Anh. ngôn ngữ

Rubin A.B. Lý sinh, sách giáo khoa 2 quyển. . - Tái bản lần thứ 3, sửa đổi và mở rộng. - Matxcova: Nhà xuất bản Đại học Matxcova, 2004. - ISBN 5-211-06109-8

Gennis R. Các màng sinh học. Cấu trúc và chức năng phân tử: bản dịch từ tiếng Anh. = Các màng sinh học. Cấu trúc và chức năng phân tử (của Robert B. Gennis). - Tái bản lần thứ nhất. - Moscow: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0

Ivanov V.G., Berestovsky T.N. lớp kép lipid của màng sinh học. - Mátxcơva: Nauka, 1982.

Antonov V.F., Smirnova E.N., Shevchenko E.V. Màng lipid trong quá trình chuyển pha. - Mátxcơva: Nauka, 1994.

Xem thêm

Vladimirov Yu. A., Thiệt hại đối với các thành phần của màng sinh học trong các quá trình bệnh lý

Quỹ Wikimedia. Năm 2010.

Xem "Màng tế bào" là gì trong các từ điển khác:

Thuật ngữ này có các nghĩa khác, xem Màng Hình ảnh về màng tế bào. Các quả bóng nhỏ màu xanh và trắng tương ứng với các "đầu" ưa nước của lipid, và các đường gắn vào chúng tương ứng với các "đuôi" kỵ nước. Hình vẽ cho thấy ... ... Wikipedia

- (từ da, màng Latin), các cấu trúc siêu phân tử có tổ chức cao phức tạp giới hạn tế bào (màng tế bào, hoặc màng sinh chất) và các bào quan nội bào như ty thể, lục lạp, lysosome, v.v ... Chúng là ... ... Bách khoa toàn thư hóa học

Các phương pháp làm sạch màng dựa trên tính thấm khác nhau của màng đối với các thành phần của hỗn hợp khí được làm sạch. […]

Tính thấm chọn lọc của màng trong quá trình siêu lọc được giải thích bằng cơ chế tách sàng thuần túy - các hạt tạp chất có kích thước lớn hơn kích thước của các lỗ xốp của màng không lọt qua màng, chỉ có nước được lọc qua màng. [.. .]

Tính chọn lọc và tính thấm của màng phải được xem xét liên quan đến chi phí thu được không khí được làm giàu oxy. Chi phí tách khí phụ thuộc vào độ thẩm thấu, độ chọn lọc, các thông số hình học của màng, hiệu suất mô-đun, chi phí điện năng và các yếu tố khác. Chi phí của không khí được làm giàu oxy được ước tính liên quan đến lượng oxy tinh khiết tương đương, được định nghĩa là lượng oxy tinh khiết cần thiết để trộn với không khí (21% oxy) để thu được cùng một lượng và phần trăm oxy thu được trong quá trình tách khí. quy trình được đề cập. [...]

Siêu lọc là một quá trình màng để tách các dung dịch có áp suất thẩm thấu thấp. Phương pháp này được sử dụng trong việc tách các chất có khối lượng phân tử tương đối cao, các hạt lơ lửng, chất keo. Siêu lọc so với thẩm thấu ngược là một quá trình hiệu quả hơn, vì tính thấm màng cao đạt được ở áp suất 0,2-1 MPa. […]

Rửa chất thải rắn 434, 425 Tính thấm qua màng 273 Lọc 197 cl. [...]

Các ion canxi có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc màng. Sự cần thiết của các ion Ca2 + để ổn định màng đã được chỉ ra từ lâu. Người ta đã chỉ ra rằng sự hiện diện của ion Ca2 + trong dung dịch xung quanh là cần thiết cho sự hình thành màng bề mặt trên giọt nội chất phân lập từ các tế bào xen kẽ của tảo Chara. Sự hiện diện của Ca2 + ở nồng độ 10 4 M thúc đẩy sự hình thành màng bề mặt trên giọt, mặc dù không đủ mạnh; một màng mạnh hơn được hình thành ở nồng độ 10-3 M và đặc biệt là 10 2 M. Khi các ion canxi bị loại bỏ (ví dụ, khi xử lý bằng chelate hoặc khi không có Ca2 + trong môi trường), niêm mạc của lông rễ được ghi nhận. và tính thấm của màng đối với các chất khác cũng tăng. vỡ màng ER và các ngăn nội bào khác. […]

Với sự gia tăng nồng độ của dung dịch tách ra, tính thấm của màng giảm, và khi tăng áp suất, nó sẽ tăng lên. Sau quá trình tinh chế, dịch lọc thu được, được cô cạn 90-99,5 ° / o trong các hợp chất ban đầu, và một chất cô đặc được gửi đi để xử lý tiếp. [...]

Phản ứng với acetylcholine và các amin sinh học là thay đổi tính thấm của màng đối với các ion và / hoặc tạo ra sự tổng hợp các sứ giả thứ hai. Sự hiện diện của cAMP, cGMP, Ca2 +, cũng như các enzym tổng hợp và dị hóa trong tế bào thực vật và các bào quan của nó, khẳng định khả năng trung gian cục bộ. [...]

Vì vậy, dưới tác dụng của EMR vi sóng (2,45 GHz), sự gia tăng tính thấm cation của màng hồng cầu ở nhiệt độ phòng đã được tìm thấy, trong khi không có EMR vi sóng, một hiệu ứng tương tự chỉ được quan sát ở nhiệt độ 37 ° C. [...]

Các quỹ của chất chuyển hóa không phân bố đều khắp tế bào mà được ngăn cách bởi màng và khu trú trong các ngăn riêng biệt (khoang, khoang). Các ngăn của quỹ trao đổi chất của tế bào được kết nối với nhau bằng các dòng vận chuyển. Phù hợp với tính thấm chọn lọc của màng, sự phân bố lại trong không gian của các chất trung gian và các sản phẩm trao đổi chất xảy ra. Ví dụ, trong một tế bào, nguồn cung cấp ATP được duy trì do các liên kết "ngang" giữa các quá trình hình thành photpho oxy hóa và quang hợp. [...]

nồng độ dung dịch. Với sự gia tăng nồng độ của dung dịch tách ra, tính thấm của màng giảm do sự tăng áp suất thẩm thấu của dung môi và ảnh hưởng của sự phân cực nồng độ. Với giá trị tiêu chuẩn Reynolds là 2000-3000, sự phân cực nồng độ trên thực tế không có, tuy nhiên, sự hỗn loạn của dung dịch có liên quan đến sự tuần hoàn nhiều lần của nó, tức là với chi phí năng lượng, và dẫn đến sự tích tụ của các hạt lơ lửng trong dung dịch và sự xuất hiện của bám bẩn sinh học. […]

Nhiệt độ nước giảm, dẫn đến làm nguội cá, cũng dẫn đến tăng tính thấm của màng, làm mất khả năng duy trì gradient ion của chúng. Trong trường hợp này, sự liên hợp của các phản ứng enzym bị rối loạn, các bơm ion ngừng hoạt động, công việc của hệ thần kinh trung ương và ngoại vi bị gián đoạn, công việc của bộ máy tim mạch bị ức chế, cuối cùng có thể dẫn đến sự phát triển của tình trạng thiếu oxy. Khi làm cá quá nóng hoặc làm nguội, do nhiệt độ thay đổi mạnh trong một thời gian nhất định, một vai trò nhất định thuộc về ứng suất thẩm thấu do vi phạm khả năng của cơ thể để duy trì một nồng độ nhất định của các ion và protein trong máu. Ví dụ, nhiệt độ giảm từ 25 đến 11 ° C gây ra tình trạng hôn mê ở cá rô phi được nuôi trong nước ngọt, kèm theo giảm nồng độ ion natri và clo và tổng lượng protein trong máu. Theo các tác giả, cái chết của cá xảy ra do sự phát triển của sự suy giảm hệ điều hòa và ức chế chức năng thận. Một xác nhận gián tiếp cho giả định này có thể là ngăn ngừa hôn mê nhiệt ở cá được nuôi trong nước biển loãng, phù hợp với các quan sát trước đó về sự gia tăng khả năng chịu nhiệt của cá do bổ sung các ion natri, canxi và magiê vào nước. . Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nguyên nhân gây chết cá ở nhiệt độ cao hoặc thấp là khác nhau và phụ thuộc vào thời gian và cường độ của ảnh hưởng nhiệt độ. [...]

giá trị pH. Sự thay đổi độ pH ban đầu thường dẫn đến giảm tính thấm của màng. Ảnh hưởng của pH đến tính chọn lọc của màng là nhỏ. Các axit bay hơi được màng lọc giữ lại rất kém, do đó, việc trung hòa sơ bộ các axit bay hơi sẽ làm tăng tính chọn lọc của quá trình tách. […]

Ở nồng độ muối cao trong máy điện phân ba ngăn có màng trơ, hiệu suất dòng điện tối đa không vượt quá 20%. [...]

Kết quả khả quan đã thu được đối với xử lý nước thải từ OP-7 bằng phương pháp thẩm thấu ngược ở áp suất 5 MPa. Độ thấm của màng là 5-20,8 l / (m2-h) ở nồng độ OP-7 trong dịch lọc là 1-18 mg / l. [...]

Chất hoạt động bề mặt (alkyl sulfat) kích thích sự sinh sản của vi khuẩn ở mức độ lớn nhất. Ngoài ra, các chất hoạt động bề mặt, bằng cách thay đổi tính thấm của màng tế bào sống (S. S. Stroev, 1965, v.v.), có thể góp phần làm cho vi khuẩn tiêu hóa tốt hơn các chất dinh dưỡng có trong nước. [...]

Bản chất của chất tan có ảnh hưởng nhất định đến tính chọn lọc và ở mức độ thấp hơn là tính thấm của màng. Ảnh hưởng này nằm ở chỗ, các chất vô cơ được màng giữ lại tốt hơn các chất hữu cơ có cùng khối lượng phân tử; giữa các hợp chất liên quan, ví dụ, chất đồng đẳng, chất có khối lượng phân tử lớn hơn được giữ lại tốt hơn; các chất tạo liên kết với màng, ví dụ, hydro, được màng giữ lại càng tốt, liên kết này càng kém bền; độ chọn lọc của việc giữ lại các hợp chất cao phân tử bằng siêu lọc càng lớn thì trọng lượng phân tử của chất tan càng lớn. […]

Màng xenlulo axetat có thể hoạt động trong phạm vi pH từ 4,5-7 và những màng được làm bằng polyme kháng hóa chất có thể hoạt động ở pH 1-14. Tính thẩm thấu của màng được lựa chọn để cho phép nước, muối hòa tan đi qua và giữ lại dầu. Kích thước lỗ trong màng thường nằm trong khoảng 2,5-10 nm. Nhà máy được trang bị các đường ống phụ trợ để xả màng bằng nước lọc hoặc nước khử khoáng, được trang bị các thiết bị đo đạc và thiết bị tự động. […]

Với sự giảm đáng kể chênh lệch điện thế nội bào đến một mức ngưỡng nhất định, người ta quan sát thấy sự thay đổi rõ rệt về tính thấm của màng và sự đảo ngược (đảo ngược) các dòng ion. Các ion canxi từ môi trường bên ngoài bao quanh tế bào xâm nhập vào nó, trong khi các ion clorua và ion kali rời khỏi tế bào vào dung dịch tắm. […]

Khả năng chịu đựng có liên quan đến các yếu tố bên trong và bao gồm các quá trình trao đổi chất như hấp thu chọn lọc các ion, giảm tính thấm màng, cố định các ion trong một số bộ phận của cây, loại bỏ các ion từ các quá trình trao đổi chất thông qua việc hình thành chất dự trữ ở dạng không hòa tan trong các cơ quan khác nhau, sự thích nghi để thay thế một yếu tố sinh lý bằng một yếu tố độc hại trong enzyme, loại bỏ các ion từ thực vật bằng cách rửa trôi qua lá, nhựa cây, lá rụng, bài tiết qua rễ. Thực vật có khả năng chịu đựng có thể được kích thích ở nồng độ kim loại cao, điều này cho thấy nhu cầu sinh lý của chúng là dư thừa. Một số loài thực vật có khả năng tích lũy một lượng kim loại nặng đáng kể mà không có dấu hiệu bị áp chế. Các loại cây khác không có khả năng này (xem bảng […]

Áp suất là một trong những yếu tố chính quyết định hiệu suất của nhà máy thẩm thấu ngược. Hiệu suất của màng tăng khi tăng áp suất dư. Tuy nhiên, bắt đầu từ một áp suất nhất định, tính thấm của màng giảm do sự nén chặt của vật liệu polyme của màng. […]

Nó cũng đã được thiết lập ở mức thấp ([…]

Vì polysaccharid hemicellulose có trọng lượng phân tử trung bình không quá 30.000, nên việc sử dụng phương pháp đo thẩm thấu thông thường là khó khăn do tính thấm của màng đối với các phân đoạn có trọng lượng phân tử thấp. Phương pháp đo thẩm thấu pha hơi của Hill có một số ưu điểm hơn các phương pháp khác. Phương pháp này dựa trên việc đo sự chênh lệch giữa áp suất hơi của dung dịch và dung môi và như sau. Một giọt dung dịch và một giọt dung môi được đặt trên hai chỗ tiếp giáp của cặp nhiệt điện và được giữ trong môi trường bão hòa hơi dung môi tinh khiết. Do áp suất hơi của dung dịch giảm nên một phần hơi sẽ ngưng tụ trên giọt dung dịch, làm tăng nhiệt độ của giọt và nhiệt ngẫu. Sức điện động tạo thành được đo bằng điện kế. Giới hạn trên của giá trị đo được của khối lượng phân tử là khoảng 20.000, độ chính xác của phép đo là 1%. […]

Cuối cùng, các màng của lưới nội chất là bề mặt mà các dòng sinh học lan truyền, là các tín hiệu làm thay đổi tính thấm chọn lọc của màng và do đó hoạt động của các enzym. Nhờ đó, một số phản ứng hóa học được thiết lập để chuyển động, những phản ứng khác bị ức chế - quá trình trao đổi chất chịu sự điều chỉnh và tiến hành một cách phối hợp. [...]

Plasmalemma điều chỉnh sự xâm nhập của các chất vào tế bào và lối ra của chúng, đảm bảo sự xâm nhập có chọn lọc của các chất vào và ra khỏi tế bào. Tốc độ thấm qua màng của các chất khác nhau là khác nhau. Nước và các chất ở thể khí xâm nhập tốt qua nó. Các chất hòa tan trong chất béo cũng dễ dàng xâm nhập, có thể là do nó có một lớp lipid. Giả thiết rằng lớp lipid của màng được thấm qua với các lỗ rỗng. Điều này cho phép các chất không hòa tan trong chất béo đi qua màng. Các lỗ chân lông mang điện tích, do đó sự xâm nhập của các ion qua chúng không hoàn toàn tự do. Trong những điều kiện nhất định, điện tích của các lỗ xốp thay đổi, và điều này điều chỉnh tính thẩm thấu của màng đối với các ion. Tuy nhiên, màng không thấm như nhau đối với các ion khác nhau có cùng điện tích và đối với các phân tử không tích điện khác nhau có kích thước tương tự. Điều này cho thấy tính chất quan trọng nhất của màng - tính chọn lọc đối với tính thấm của nó: đối với một số phân tử và ion, nó có tính thấm tốt hơn, đối với một số khác thì kém hơn. [...]

Hiện nay, cơ chế hoạt động của các chất trung gian trong tế bào động vật và thực vật, dựa trên sự điều hòa các dòng ion, đã được công nhận chung. Sự thay đổi điện thế màng là do sự thay đổi tính thấm ion của màng bằng cách mở hoặc đóng các kênh ion. Hiện tượng này gắn liền với cơ chế xuất hiện và lan truyền AP trong tế bào động vật và thực vật. Trong tế bào động vật, đây là các kênh N7K + được điều khiển bởi các kênh acetylcholine và Ca2 +, thường phụ thuộc hơn vào các amin sinh học. Trong tế bào thực vật, sự xuất hiện và lan truyền của AP gắn liền với các kênh canxi, kali và clorua. […]

Với độ tái lập và độ ổn định cao hơn, dòng khí và hơi ổn định có thể thu được bằng các phương pháp dựa trên sự khuếch tán của khí hoặc hơi lỏng qua ống mao dẫn (Hình 10) hoặc màng thấm (Hình 11) vào dòng khí pha loãng. Trong các phương pháp như vậy, sự cân bằng được quan sát giữa pha khí và bề mặt hấp phụ của thiết bị, điều này đảm bảo sự ổn định của dòng vi mô. [...]

Nhiệt độ tăng dẫn đến giảm độ nhớt và tỷ trọng của dung dịch, đồng thời làm tăng áp suất thẩm thấu của dung dịch. Giảm độ nhớt và tỷ trọng của dung dịch làm tăng tính thấm của màng, và tăng áp suất thẩm thấu làm giảm động lực của quá trình và giảm tính thấm. [...]

Trong bất kỳ hệ thống sống nào, đều có REB, và sẽ rất ngạc nhiên nếu nó không có. Điều này có nghĩa là sự bình đẳng tuyệt đối về nồng độ chất điện giải trong tất cả các tế bào, cơ quan, dung dịch bên ngoài hoặc sự trùng hợp hoàn toàn về tính thấm của màng đối với tất cả các cation và anion. [...]

Trong thí nghiệm 6, tương tự như thí nghiệm 1, lượng kali giải phóng và chất hữu cơ tan trong nước được xác định ở các nồng độ atrazine khác nhau. Đánh giá kết quả thu được, có thể nói atrazine không làm tăng tính thấm của màng đối với các chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp và tăng đối với kali. Hiệu ứng này tỷ lệ thuận với nồng độ atrazine. [...]

Khi kiểm tra những người tiếp xúc với bức xạ mức độ thấp trong quá trình làm việc (ví dụ, bác sĩ X quang và kỹ thuật viên làm việc với tia X, liều lượng được đo bằng liều kế riêng) bằng phương pháp các nguyên tử được đánh dấu, các xét nghiệm máu được thực hiện về tính thẩm thấu của hồng cầu. màng trong quá trình di chuyển của các cation đơn hóa trị. Người ta thấy rằng tính thấm của màng hồng cầu ở những người được chiếu xạ cao hơn đáng kể so với những người không được chiếu xạ. Ngoài ra, biểu đồ phụ thuộc có thể thiết lập sự gia tăng nhanh chóng độ thấm khi chiếu xạ thấp; ở liều cao, đường cong trở nên phẳng, tương tự như quan sát của Stokke trong các nghiên cứu trên động vật (xem Hình XIV-3). Những dữ liệu này phù hợp với kết quả mà Petkau thu được. […]

Khi khử muối nước thải bằng phương pháp siêu lọc qua màng bán thấm, các thông số chính - nồng độ các chất hòa tan trong dịch cô đặc và dịch lọc phải được xác định trên một đơn vị chiều rộng của màng ở một chiều dài nhất định, khả năng tách, hệ số thấm màng, áp suất, tốc độ dòng chảy của nước nguồn, dịch lọc và nước cô đặc. [...]

Khả năng thích ứng như vậy là do sự phụ thuộc của các hằng số nhiệt động, hóa học và động học vào nhiệt độ. Nhìn chung, sự phụ thuộc này xác định hướng và tốc độ của các phản ứng hóa học, sự chuyển đổi cấu trúc của các đại phân tử sinh học, sự chuyển pha của lipid, sự thay đổi tính thấm của màng và các quá trình khác, hoạt động của chúng đảm bảo hoạt động sống của sinh vật ở nhiệt độ cao. [. ..]

Tất cả những điều này chỉ là những bước đầu tiên trong lĩnh vực ứng dụng nước từ tính trong y học. Tuy nhiên, thông tin đã có cho thấy triển vọng sử dụng từ hóa các hệ thống nước trong khu vực này. Một số biểu hiện y tế có thể (theo giả thuyết) liên quan đến thực tế là sự từ hóa của hệ thống nước làm tăng tính thấm của màng. [...]

Người ta đã chứng minh rằng các màng polyme được sản xuất bởi ngành công nghiệp siêu lọc, trao đổi ion, cũng như các màng làm bằng collodion, gelatin, xenlulo và các vật liệu khác, có tính chọn lọc tốt, nhưng độ thấm thấp (0,4 l / m h ở áp suất 40 giờ sáng ). Màng được bào chế theo đơn thuốc đặc biệt từ hỗn hợp xenlulozo axetat, axeton, nước, magiê peclorat và axit clohydric (lần lượt là 22,2; 66,7; 10,0; 1,1 và 0,1 phần trăm trọng lượng) có thể khử muối trong nước từ 5, 25 đến 0,05%. NaCl và có độ thẩm thấu từ 8,5-18,7 l! M2 ■ h ở áp suất hoạt động 100-140 sáng, tuổi thọ của chúng ít nhất là 6 tháng. Các nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử về các màng này, vì theo tính toán sơ bộ 1192], thẩm thấu ngược có thể trở nên cạnh tranh với các phương pháp khử muối nước khác với sự gia tăng tính thấm của màng lên đến 5 m31 mg mỗi ngày. […]

Điện thế nghỉ của thành tế bào. Thành tế bào (vỏ) có điện tích bề mặt âm. Sự hiện diện của điện tích này tạo ra các đặc tính trao đổi cation riêng biệt của thành tế bào. Thành tế bào được đặc trưng bởi tính chọn lọc chủ yếu đối với ion Ca2 +, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tính thấm của màng đối với ion K và Na +. [...]

Do đó, các tác dụng được ghi nhận chỉ ra rằng, ngoài axit fusaric, dịch nuôi cấy của vi khuẩn Fusarium oxysporum còn chứa các thành phần khác có hoạt tính sinh học cao. Mức độ gây bệnh của các chủng nấm thực vật phân lập khác nhau có thể được đánh giá trên cơ sở xác định sự thay đổi tính thấm của màng tế bào thực vật đối với amoniac. […]

Kết quả là, sự hình thành ATP bị giảm hoặc ngừng lại, dẫn đến sự kìm hãm các quá trình phụ thuộc vào năng lượng của quá trình hô hấp. Cấu trúc và tính thấm chọn lọc của màng cũng bị xáo trộn, đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng hô hấp để duy trì. Những thay đổi này dẫn đến giảm khả năng hấp thụ và giữ nước của tế bào. […]

Mặt khác, sự ổn định cấu trúc không gian của protein và các chất tạo màng sinh học khác được thực hiện ở mức độ lớn do sự tương tác: chất tạo màng sinh học - nước. Phức hợp nước-protein-nucleic được coi là cơ sở cho hoạt động của các hệ thống sống, vì chỉ khi có sự hiện diện của ba thành phần này thì hoạt động bình thường của màng mới có thể thực hiện được. Tính thấm chọn lọc của màng phụ thuộc vào trạng thái của nước. Ngoại suy mô hình cụm của nước cho các hệ thống sinh học, có thể chỉ ra rằng khi cụm bị phá hủy ở một số khu vực nhất định của màng, một con đường vận chuyển ưu tiên sẽ mở ra. Ví dụ, nước không có cấu trúc ngăn cản hoạt động của các proton gần màng, trong khi các proton lan truyền nhanh chóng dọc theo một khung có cấu trúc. [...]

Sơ đồ phân tích khí liên tục sử dụng điện cực chọn lọc ion được mô tả, có thể được sử dụng để xác định hàm lượng của NH3, HCl và HP trong khí. Trong đánh giá công trình của NBS Hoa Kỳ, trong số các phương pháp chứng nhận khí đối chứng (hỗn hợp) khác, phương pháp chứng nhận sử dụng điện cực chọn lọc ion đối với khí của NSI và NR cũng được chỉ ra. Trong tất cả các thiết kế của điện cực chọn lọc ion, những điều sau đây thường được sử dụng: một màng chọn lọc ion phân tách hai dung dịch - bên trong và bên ngoài (đã được thử nghiệm). Đối với tiếp xúc điện, một điện cực phụ được đặt trong dung dịch bên trong, thuận nghịch với các ion của dung dịch bên trong, hoạt độ của nó là không đổi, do đó điện thế cũng không đổi. Một sự khác biệt tiềm năng phát sinh trên bề mặt bên trong và bên ngoài của màng, điều này phụ thuộc vào sự khác biệt trong hoạt động của các ion trong dung dịch bên ngoài và bên trong. Lý thuyết về sự xuất hiện của điện thế màng được mô tả trong tác phẩm. Về cơ bản, sự xuất hiện của điện thế được giải thích là do tính thấm của màng hoặc chỉ đối với các cation (chọn lọc cation) hoặc chỉ đối với các anion (chọn lọc anion).

04/01/2012

Nhiều bài báo về nước đề cập đến giá trị ORP âm của chất lỏng bên trong cơ thể và năng lượng của màng tế bào (năng lượng sống của cơ thể).

Chúng ta hãy cố gắng tìm hiểu nội dung của bài phát biểu và hiểu ý nghĩa của những phát biểu này theo quan điểm khoa học phổ biến.

Nhiều khái niệm và mô tả sẽ được đưa ra dưới dạng viết tắt, và thông tin đầy đủ hơn có thể lấy từ Wikipedia hoặc từ các liên kết được chỉ ra ở cuối bài viết.

(Hoặc cytolemma, hoặc plasmalemma, hoặc màng sinh chất) ngăn cách nội dung của bất kỳ tế bào nào với môi trường bên ngoài, đảm bảo tính toàn vẹn của nó; điều hòa sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường.

Màng tế bào có tính chọn lọc cao đến mức nếu không có sự cho phép của nó, không một chất nào từ môi trường bên ngoài có thể vô tình xâm nhập vào tế bào. Không có một phân tử vô dụng, không cần thiết nào trong tế bào. Các lối ra khỏi phòng giam cũng được kiểm soát cẩn thận. Công việc của màng tế bào là rất cần thiết và không để xảy ra sai sót dù là nhỏ nhất. Việc đưa một chất hóa học có hại vào tế bào, cung cấp hoặc bài tiết các chất quá mức, hoặc việc bài tiết chất thải không thành công sẽ dẫn đến cái chết của tế bào.

Các gốc tự do tấn công

Rào cản - cung cấp một quá trình trao đổi chất có quy định, chọn lọc, thụ động và tích cực với môi trường. Tính thấm chọn lọc có nghĩa là tính thấm của màng đối với các nguyên tử hoặc phân tử khác nhau phụ thuộc vào kích thước, điện tích và tính chất hóa học của chúng. Tính thấm chọn lọc đảm bảo ngăn cách tế bào và các ngăn tế bào với môi trường và cung cấp cho chúng những chất cần thiết.

Tính thấm chọn lọc của màng trong quá trình vận chuyển thụ động là do các kênh đặc biệt - các protein tích hợp. Chúng xuyên qua màng và xuyên qua, tạo thành một loại lối đi.

Đối với các phần tử K, Na và Cl có các kênh riêng của họ. Đối với gradient nồng độ, các phân tử của các nguyên tố này di chuyển vào và ra khỏi tế bào. Khi bị kích thích, các kênh ion natri mở ra và có một dòng ion natri chảy mạnh vào tế bào. Điều này dẫn đến mất cân bằng điện thế màng. Sau đó, điện thế màng được phục hồi. Các kênh kali luôn mở, qua đó các ion kali từ từ đi vào tế bào.

Vận chuyển - qua màng, các chất được vận chuyển vào trong tế bào và ra khỏi tế bào. Vận chuyển qua màng cung cấp: cung cấp các chất dinh dưỡng, loại bỏ các sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất, bài tiết các chất khác nhau, tạo ra các gradient ion, duy trì tối ưu độ pH và nồng độ của các ion cần thiết cho hoạt động của các enzym tế bào.

Có bốn cơ chế chính cho sự xâm nhập của các chất vào tế bào hoặc sự loại bỏ chúng từ tế bào ra bên ngoài: khuếch tán, thẩm thấu, vận chuyển tích cực và xuất ngoại hoặc nội bào. Hai quá trình đầu tiên có bản chất thụ động, tức là chúng không đòi hỏi năng lượng; hai quá trình cuối cùng là các quá trình hoạt động liên quan đến tiêu thụ năng lượng.

Trong vận chuyển thụ động, các chất vượt qua lớp kép lipid mà không tiêu tốn năng lượng dọc theo gradien nồng độ bằng cách khuếch tán.

Vận chuyển tích cực đòi hỏi năng lượng, vì nó xảy ra với gradient nồng độ. Có các protein bơm đặc biệt trên màng, bao gồm cả pha AT, chủ động bơm các ion kali vào tế bào ( K +) và bơm các ion natri ra khỏi nó ( Na +).

Thực hiện tạo và dẫn truyền thông tin sinh học. Với sự trợ giúp của màng trong tế bào, nồng độ ion không đổi được duy trì: nồng độ của ion K + bên trong tế bào cao hơn nhiều so với bên ngoài, và nồng độ Na + thấp hơn nhiều, điều này rất quan trọng, vì nó duy trì sự khác biệt tiềm năng qua màng và tạo ra xung thần kinh.

Ghi nhãn tế bào- Có các kháng nguyên trên màng hoạt động như dấu hiệu - "nhãn" cho phép bạn xác định tế bào. Đây là các glycoprotein (tức là các protein có chuỗi bên oligosaccharide phân nhánh gắn liền với chúng) đóng vai trò "ăng-ten". Do có vô số cấu hình chuỗi bên, có thể tạo một điểm đánh dấu cụ thể cho từng loại ô. Với sự trợ giúp của các điểm đánh dấu, các tế bào có thể nhận ra các tế bào khác và hoạt động cùng với chúng, ví dụ, khi hình thành các cơ quan và mô. Nó cũng cho phép hệ thống miễn dịch nhận ra các kháng nguyên lạ.

thế hoạt động

thế hoạt động- một làn sóng kích thích di chuyển dọc theo màng của tế bào sống trong quá trình truyền tín hiệu thần kinh.

Về bản chất, nó đại diện cho sự phóng điện - một sự thay đổi điện thế nhanh chóng trong thời gian ngắn trên một phần nhỏ của màng tế bào dễ bị kích thích (tế bào thần kinh, sợi cơ hoặc tế bào tuyến), do đó bề mặt bên ngoài của phần này trở nên tích điện âm đối với các phần lân cận của màng, trong khi bề mặt bên trong của nó trở nên tích điện dương đối với các vùng lân cận của màng.

thế hoạt động là cơ sở vật chất của một xung thần kinh hoặc cơ đóng vai trò tín hiệu (điều hòa).

Tiềm năng hành động các thông số của chúng có thể khác nhau tùy thuộc vào loại tế bào và thậm chí trên các phần khác nhau của màng của cùng một tế bào. Ví dụ đặc trưng nhất về sự khác biệt là điện thế hoạt động của cơ tim và điện thế hoạt động của hầu hết các tế bào thần kinh.

Tuy nhiên, ở trung tâm của bất kỳ thế hoạt động là các hiện tượng sau:

Màng của tế bào sống phân cực- bề mặt bên trong của nó mang điện tích âm so với bề mặt bên ngoài do thực tế là trong dung dịch gần bề mặt bên ngoài của nó có nhiều hạt mang điện dương hơn (cation), và gần bề mặt bên trong có nhiều hạt mang điện âm hơn (anion).
Màng có tính thấm chọn lọc- tính thấm của nó đối với các phần tử khác nhau (nguyên tử hoặc phân tử) phụ thuộc vào kích thước, điện tích và tính chất hóa học của chúng.
Màng của một tế bào dễ bị kích thích có thể nhanh chóng thay đổi tính thấm của nóđối với một loại cation nhất định, gây ra sự chuyển dịch của điện tích dương từ bên ngoài vào bên trong.

Sự phân cực của màng tế bào sống là do sự khác biệt về thành phần ion ở mặt trong và mặt ngoài của tế bào.

Khi tế bào ở trạng thái yên tĩnh (không bị kích thích), các ion ở hai phía đối diện của màng tạo ra sự chênh lệch điện thế tương đối ổn định, được gọi là điện thế nghỉ. Nếu bạn đưa một điện cực vào bên trong một tế bào sống và đo điện thế màng nghỉ, nó sẽ có giá trị âm (theo thứ tự -70 ..- 90 mV). Điều này được giải thích là do tổng điện tích ở mặt trong của màng ít hơn đáng kể so với mặt ngoài, mặc dù cả hai mặt đều chứa cả cation và anion.

Bên ngoài - thứ tự nhiều hơn các ion natri, canxi và clo, bên trong - các ion kali và các phân tử protein tích điện âm, axit amin, axit hữu cơ, phốt phát, sunfat.

Cần phải hiểu rằng chúng ta đang nói về điện tích của bề mặt màng - nói chung, môi trường cả bên trong và bên ngoài tế bào đều mang điện tích trung tính.

Các đặc tính hoạt động của màng, đảm bảo sự xuất hiện của điện thế hoạt động, chủ yếu dựa trên hoạt động của natri phụ thuộc điện thế ( Na +) và kali ( K +) kênh truyền hình. Pha ban đầu của AP được hình thành bởi dòng natri tới, các kênh kali sau đó mở ra và dòng đi ra K +- dòng điện trả lại điện thế màng về mức ban đầu. Sau đó, nồng độ ban đầu của các ion được khôi phục bằng bơm natri-kali.

Trong quá trình PD, các kênh chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác: Na + có ba kênh của các trạng thái chính - đóng, mở và không hoạt động (trên thực tế, vấn đề phức tạp hơn, nhưng ba điều này là đủ để mô tả), K + hai kênh - đóng và mở.

kết luận

1. ORP của dịch nội bào thực sự mang điện tích âm

2. Năng lượng của màng tế bào liên quan đến tốc độ truyền tín hiệu thần kinh, và ý kiến về việc "sạc" chất lỏng nội bào bằng nước với ORP thậm chí còn âm tính hơn dường như khiến tôi nghi ngờ. Tuy nhiên, nếu chúng ta giả sử rằng trên đường đến tế bào, nước sẽ mất đi đáng kể tiềm năng ORP của nó, thì câu nói này hoàn toàn có ý nghĩa thực tế.

3. Vi phạm màng do môi trường không thuận lợi dẫn đến chết tế bào.

TÍNH KHẢ NĂNG- khả năng của tế bào và mô hấp thụ, giải phóng và vận chuyển hóa chất, đưa chúng qua màng tế bào, thành mạch và tế bào biểu mô. Tế bào và mô sống ở trạng thái trao đổi chất liên tục. chất với môi trường. Rào cản chính (xem Chức năng rào cản) đối với sự di chuyển của các chất là màng tế bào. Do đó, về mặt lịch sử, các cơ chế của P. được nghiên cứu song song với việc nghiên cứu cấu trúc và chức năng của màng sinh học (xem Màng sinh học).

Có P. thụ động, vận chuyển các chất một cách chủ động và các trường hợp đặc biệt P. liên quan đến quá trình thực bào (xem) và quá trình pinocytosis (xem).

Theo lý thuyết màng của P., P. thụ động dựa trên nhiều kiểu khuếch tán khác nhau của một chất qua màng tế bào (xem Khuếch tán

trong đó dm là lượng chất khuếch tán trong thời gian dt qua diện tích S; dc / dx - gradien nồng độ chất; D là hệ số khuếch tán.

Cơm. Hình 1. Tổ chức phân tử của kháng sinh ionophore (valinomycin): a - công thức cấu trúc của phân tử valinomycin chứa sáu axit amin dextrorotatory (D) và sáu axit amin levorotatory (L), tất cả các nhóm bên [-CH 3 -CH (CH 3) 2] kỵ nước; b - biểu diễn giản đồ cấu hình không gian của phức chất valin với ion kali (ở trung tâm). Một số nhóm cacbonyl của phức tạo liên kết hydro với nguyên tử nitơ, trong khi những nhóm khác tạo liên kết phối trí với cation (ion kali). Các nhóm kỵ nước tạo thành khối cầu kỵ nước bên ngoài của phức chất và đảm bảo khả năng hòa tan của nó trong pha hydrocacbon của màng; 1 - nguyên tử cacbon, 2 - nguyên tử oxi, 3 - cation (ion kali), 4 - nguyên tử nitơ, 5 - liên kết hydro, 6 - liên kết phối trí. Ion kali được phân tử valinomycin “bắt giữ” được phân tử này mang qua màng tế bào và giải phóng. Bằng cách này, tính thấm chọn lọc của màng tế bào đối với các ion kali được đảm bảo.

Trong nghiên cứu về P., các tế bào cho một chất tan thay vì một gradient nồng độ sử dụng khái niệm về sự chênh lệch nồng độ của một chất khuếch tán trên cả hai mặt của màng, và thay vì hệ số khuếch tán, hệ số thấm (P), mà cũng phụ thuộc vào độ dày của màng. Một trong những cách xâm nhập có thể có của các chất vào tế bào là sự hòa tan của chúng trong lipid của màng tế bào, điều này được xác nhận bởi sự tồn tại của mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa hệ số thấm của một lớp hóa chất lớn. hợp chất và hệ số phân bố của môi chất trong hệ thống dầu-nước. Đồng thời, nước không tuân theo sự phụ thuộc này, tỷ lệ xâm nhập của nó cao hơn nhiều và không tỷ lệ với hệ số phân phối trong hệ thống dầu-nước. Đối với nước và các chất có trọng lượng phân tử thấp hòa tan trong nó, cách có thể xảy ra nhất của P. là đi qua các lỗ màng. Do đó, sự khuếch tán của các chất qua màng có thể xảy ra bằng cách hòa tan các chất này trong lipid của màng; bằng cách đi qua các phân tử qua các lỗ phân cực được hình thành bởi các nhóm phân cực, tích điện của lipid và protein, cũng như bằng cách đi qua các lỗ không tích điện. Các loại đặc biệt được tạo điều kiện và khuếch tán trao đổi được cung cấp bởi protein và các chất mang tan trong chất béo có khả năng liên kết chất được vận chuyển ở một phía của màng, khuếch tán với chất này qua màng và giải phóng ở phía bên kia của màng. Tốc độ truyền một chất qua màng trong trường hợp khuếch tán thuận lợi cao hơn nhiều so với khuếch tán đơn giản. Vai trò của các chất mang ion cụ thể có thể được thực hiện bởi một số kháng sinh (valinomycin, nigericin, monensin và một số chất khác), được gọi là ionophores (xem Ionophores). Tổ chức phân tử của phức hợp của kháng sinh ionophore với các cation đã được giải mã. Trong trường hợp của valinomycin (Hình 1), người ta đã chỉ ra rằng sau khi liên kết với cation kali, phân tử peptit thay đổi cấu trúc của nó, thu được dạng vòng đeo tay với đường kính trong khoảng. 0,8 nm, trong Krom ion kali được giữ lại do tương tác ion-lưỡng cực.

Một loại P. thụ động phổ biến của màng tế bào đối với các chất phân cực là P. qua lỗ chân lông. Mặc dù việc quan sát trực tiếp các lỗ xốp trong lớp lipid của màng là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng dữ liệu thực nghiệm cho thấy sự tồn tại thực sự của chúng. Dữ liệu về đặc tính thẩm thấu của tế bào cũng chứng minh sự tồn tại thực sự của lỗ chân lông. Giá trị của áp suất thẩm thấu trong các dung dịch bao quanh tế bào có thể được tính theo công thức:

π = σCRT,

trong đó π - áp suất thẩm thấu; C là nồng độ của chất tan; R là hằng số khí; T là nhiệt đọ tuyệt đối; σ là hệ số phản xạ. Nếu tốc độ di chuyển của một phân tử chất tan qua màng tương xứng với tốc độ di chuyển của phân tử nước thì độ lớn của các lực sẽ gần bằng không (không có sự thay đổi thẩm thấu trong thể tích của tế bào); nếu màng tế bào không thấm với một chất nhất định, thì giá trị của σ có xu hướng bằng 1 (sự thay đổi thẩm thấu trong thể tích của tế bào là cực đại). Tốc độ xâm nhập của các phân tử qua màng tế bào phụ thuộc vào kích thước của phân tử, do đó, bằng cách chọn các phân tử có kích thước nhất định và quan sát sự thay đổi thể tích tế bào trong một dung dịch của một chất nhất định, người ta có thể xác định được kích thước của tế bào. lỗ chân lông. Ví dụ, màng sợi trục của mực ống hơi thấm các phân tử glycerol, có bán kính xấp xỉ. 0,3 nm, nhưng thấm được các chất có kích thước phân tử nhỏ hơn (bảng). Các thí nghiệm tương tự với các tế bào khác cho thấy kích thước lỗ trong màng tế bào, đặc biệt là ở màng tế bào hồng cầu, Escherichia coli, tế bào biểu mô ruột, v.v., nằm khá chính xác trong vòng 0,6-0,8 nm.

Các tế bào và mô sống được đặc trưng bởi một cách khác để xâm nhập các chất vào tế bào và ra khỏi tế bào - sự vận chuyển tích cực của các chất. Vận chuyển tích cực là sự chuyển một chất qua màng tế bào (hoặc nội bào) (vận chuyển tích cực xuyên màng) hoặc qua một lớp tế bào (vận chuyển tích cực xuyên tế bào) chảy ngược với gradien điện hóa (xem Gradient). tức là, với sự tiêu hao năng lượng tự do của cơ thể (xem Trao đổi chất và Năng lượng). Các hệ thống phân tử chịu trách nhiệm vận chuyển tích cực các chất nằm trong màng tế bào (hoặc nội bào). Trong màng tế bào chất của các tế bào tham gia vận chuyển ion tích cực - tế bào cơ, tế bào thần kinh, hồng cầu, tế bào thận - có một lượng đáng kể enzym Na +, ATPase độc lập, tham gia tích cực vào cơ chế vận chuyển ion (xem Vận chuyển ion ). Cơ chế hoạt động của enzym này được nghiên cứu rõ nhất trên các tế bào hồng cầu và sợi trục, chúng có khả năng tích lũy ion kali và loại bỏ (bơm ra) ion natri rõ rệt. Giả thiết rằng hồng cầu chứa một thiết bị phân tử - một máy bơm kali-natri (máy bơm kali-natri), cung cấp sự hấp thụ có chọn lọc các ion kali và loại bỏ chọn lọc các ion natri khỏi tế bào, và thành phần chính của máy bơm này là Na +, K + -ATPase. Nghiên cứu các đặc tính của enzym cho thấy rằng enzym chỉ hoạt động khi có mặt các ion kali và natri, với các ion natri kích hoạt enzym từ phía bên của tế bào chất và các ion kali từ phía bên của dung dịch xung quanh. Một chất ức chế cụ thể của enzym là ouabain glycoside tim. Các ATPase vận chuyển khác cũng đã được tìm thấy, đặc biệt, vận chuyển các ion Ca +2.

Trong màng ti thể, một hệ thống phân tử được biết là đảm bảo việc bơm ra các ion hydro, enzym H + -ATP-ase, và trong màng của lưới cơ chất, enzym Ca ++ -ATP-ase. Mitchell (P. Mitchell) - tác giả của thuyết chemiosmotic về quá trình phosphoryl hóa oxy hóa trong ty thể (xem phần Phosphoryl hóa) - đã đưa ra khái niệm "sự vận chuyển thứ cấp của các chất", được thực hiện do năng lượng của điện thế màng và (hoặc) độ dốc pH. Nếu đối với ATPase dạng ion, sự di chuyển ngược dòng của ion và sự sử dụng ATP được cung cấp bởi cùng một hệ thống enzym, thì trong trường hợp vận chuyển tích cực thứ cấp, hai sự kiện này được cung cấp bởi các hệ thống khác nhau và có thể tách biệt nhau theo thời gian và không gian.

Xâm nhập vào tế bào các đại phân tử protein lớn, nucleic to-t. enzym tế bào và toàn bộ tế bào được thực hiện theo cơ chế thực bào (bắt giữ và hấp thụ các hạt rắn lớn bởi tế bào) và tiêu tế bào (bắt giữ và hấp thụ một phần bề mặt tế bào của dịch xung quanh với các chất hòa tan trong đó).

Màng tế bào P. quan trọng hơn đối với hoạt động của tế bào và mô.

Sự vận chuyển tích cực của các ion và sự hấp thụ nước kèm theo trong các tế bào của biểu mô thận xảy ra ở các ống gần của thận (xem Thận). Có tới 1800 lít máu đi qua thận của một người trưởng thành mỗi ngày. Đồng thời, protein được lọc ra và vẫn còn trong máu, 80% muối và nước, cũng như tất cả glucose, được quay trở lại máu. Người ta tin rằng nguyên nhân chính của quá trình này là sự vận chuyển tích cực qua tế bào của các ion natri, được cung cấp bởi ATP-ase phụ thuộc Na + K +, khu trú trong màng tế bào của biểu mô đáy. Nếu trong kênh của ống thận gần thì nồng độ của các ion natri là xấp xỉ. 100 mmol / l thì bên trong tế bào không vượt quá 37 mmol / l; kết quả là, dòng thụ động của các ion natri được dẫn vào tế bào. Sự xâm nhập thụ động của các cation vào tế bào chất cũng được tạo điều kiện nhờ sự hiện diện của điện thế màng (bề mặt bên trong của màng tích điện âm). Cái đó. các ion natri xâm nhập vào tế bào một cách thụ động phù hợp với nồng độ và gradien điện (xem Gradient). Sự giải phóng các ion từ tế bào vào huyết tương được thực hiện dựa trên nồng độ và độ dốc điện. Nó đã được thiết lập rằng chính trong màng đáy là nơi đặt máy bơm natri-kali, đảm bảo loại bỏ các ion natri. Giả thiết rằng các anion clorua di chuyển sau các ion natri qua khoảng gian bào. Kết quả là áp suất thẩm thấu của huyết tương tăng lên, và nước từ kênh của ống thận bắt đầu chảy vào huyết tương, cung cấp cho quá trình tái hấp thu muối và nước trong ống thận.

Nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để nghiên cứu P. thụ động và chủ động. Phương pháp đánh dấu các nguyên tử đã được sử dụng rộng rãi (xem Đồng vị, Thuốc phóng xạ, Nghiên cứu đồng vị phóng xạ). Các đồng vị 42 K, 22 Na và 24 Na, 45 Ca, 86 Rb, 137 Cs, 32 P, và các đồng vị khác được sử dụng để nghiên cứu ion P. của tế bào; để nghiên cứu P. của nước - deuterium hoặc tritium water, cũng như nước được gắn nhãn oxy (18O); để nghiên cứu đường P. và axit amin - các hợp chất có nhãn cacbon 14 C hoặc lưu huỳnh 35 S; để nghiên cứu protein P. - các chế phẩm có iốt được dán nhãn 1 31 I.

Thuốc nhuộm Vital được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu của P. Thực chất của phương pháp là quan sát dưới kính hiển vi tốc độ xâm nhập của các phân tử thuốc nhuộm vào tế bào. Đối với hầu hết các thuốc nhuộm quan trọng (đỏ trung tính, xanh methylen, rhodamine, v.v.), các quan sát được thực hiện ở phần nhìn thấy của quang phổ. Các hợp chất huỳnh quang cũng được sử dụng, trong số đó có natri fluorescein, chlortetracycline, murexide, và những chất khác. cấu trúc nội bào, thường là protein và axit nucleic. -t, mà thuốc nhuộm liên kết với nhau.

Phương pháp thẩm thấu được sử dụng để nghiên cứu P. của nước và các chất hòa tan trong đó. Đồng thời, sử dụng kính hiển vi hoặc đo độ tán xạ ánh sáng của huyền phù các hạt, người ta quan sát thấy sự thay đổi thể tích của tế bào phụ thuộc vào trương lực của dung dịch xung quanh. Nếu tế bào ở trong một dung dịch ưu trương, thì nước từ nó đi vào dung dịch và tế bào sẽ co lại. Tác dụng ngược lại được quan sát thấy trong dung dịch nhược trương.

Ngày càng có nhiều phương pháp đo điện thế được sử dụng để nghiên cứu P. của màng tế bào (xem Phương pháp nghiên cứu vi điện cực, Độ dẫn điện của hệ thống sinh học); Một loạt các điện cực đặc trưng cho ion có thể nghiên cứu động học vận chuyển của nhiều ion vô cơ (kali, natri, canxi, hydro, v.v.), cũng như một số ion hữu cơ (axetat, salicylat, v.v.). Tất cả các loại màng tế bào P. ở một mức độ nào đó là đặc trưng của hệ thống màng mô đa bào - thành mạch máu, biểu mô của thận, màng nhầy của ruột và dạ dày. Đồng thời, P. của các mạch được đặc trưng bởi một số tính năng được biểu hiện khi vi phạm P. mạch (xem bên dưới).

Sinh lý bệnh lý của tính thấm thành mạch

Thuật ngữ "tính thấm thành mạch" được sử dụng để chỉ sự chuyển hóa mô và xuyên mao mạch, sự phân bố các chất giữa máu và mô, mô P., sự chuyển đổi hemolymphatic của các chất, và các quá trình khác. Một số nhà nghiên cứu sử dụng thuật ngữ này để chỉ chức năng dinh dưỡng của cấu trúc mô liên kết mao mạch. Sự mơ hồ trong việc sử dụng thuật ngữ là một trong những lý do dẫn đến sự mâu thuẫn trong quan điểm về một số vấn đề, đặc biệt là những vấn đề liên quan đến sự điều hòa của P. mạch máu trong những năm 70. Thế kỷ 20 thuật ngữ "tính thấm thành mạch" bắt đầu được sử dụng Ch. arr. để chỉ ra tính thấm chọn lọc, hoặc chức năng vận chuyển hàng rào, của thành mạch máu. Có xu hướng quy cho P. mạch máu cũng là P. các thành của không chỉ vi mạch (máu và bạch huyết), mà còn cả các mạch lớn (lên đến động mạch chủ).

Những thay đổi trong P. mạch máu được quan sát thấy hl. arr. dưới dạng tăng P. chọn lọc đối với các đại phân tử và tế bào máu. Một ví dụ điển hình của điều này là sự tiết dịch (xem). Sự giảm P. trong mạch máu nói chung có liên quan đến việc ngâm tẩm protein và sự kiểm tra sau đó của các thành mạch được quan sát thấy, ví dụ, ở bệnh tăng huyết áp vô căn (xem).

Có ý kiến cho rằng khả năng P. bị rối loạn thành mạch chủ yếu theo hướng vào kẽ hoặc từ kẽ vào máu. Tuy nhiên, sự di chuyển chủ yếu của các chất theo hướng này hay hướng khác so với thành mạch vẫn chưa chứng minh được mối liên hệ của nó với trạng thái của chức năng vận chuyển hàng rào của thành mạch.

Nguyên tắc nghiên cứu rối loạn tính thấm thành mạch

Việc đánh giá tình trạng của mạch máu P. phải được thực hiện có tính đến thực tế là thành mạch cung cấp sự phân biệt và kết nối chức năng giữa hai môi trường lân cận (môi trường máu và kẽ), là những thành phần chính của môi trường bên trong của cơ thể (xem). Sự trao đổi giữa các môi trường lân cận này nói chung được thực hiện nhờ vi tuần hoàn (xem phần Vi tuần hoàn), và thành mạch với chức năng vận chuyển hàng rào của nó chỉ đóng vai trò là cơ sở của sự chuyên hóa cơ quan của chuyển hóa mô. Do đó, phương pháp nghiên cứu trạng thái của P. mạch máu chỉ có thể được coi là thích hợp khi nó cho phép đánh giá các thông số định tính của quá trình chuyển hóa mô mô, có tính đến tính đặc hiệu của cơ quan của chúng và không phụ thuộc vào trạng thái vi tuần hoàn của cơ quan và bản chất của các quá trình trao đổi chất hình thành. ngoài thành mạch. Theo quan điểm này, phương pháp hiện có đầy đủ nhất là phương pháp hiển vi điện tử để nghiên cứu P. mạch máu, giúp quan sát trực tiếp cách thức và cơ chế xâm nhập của các chất qua thành mạch. Đặc biệt hiệu quả là sự kết hợp của kính hiển vi điện tử với cái gọi là. dấu vết, hoặc dấu vết, đánh dấu đường di chuyển của chúng qua thành mạch. Như các chất chỉ thị như vậy, có thể sử dụng bất kỳ chất không độc hại nào được phát hiện bằng kính hiển vi điện tử hoặc các kỹ thuật đặc biệt (mô hóa, phóng xạ, hóa tế bào miễn dịch, v.v.). Với mục đích này, protein ferritin chứa sắt, các enzym khác nhau có hoạt tính peroxidase, than keo (mực đen tinh khiết) được sử dụng.

Trong số các phương pháp gián tiếp để nghiên cứu trạng thái của chức năng vận chuyển hàng rào của thành mạch máu, phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất là đăng ký sự xâm nhập qua thành mạch của các chất chỉ thị tự nhiên hoặc nhân tạo mà chất chỉ thị yếu hoặc không xuyên qua thành mạch. điều kiện bình thường. Nếu vi phạm vi tuần hoàn, thường được quan sát thấy vi phạm P. mạch máu, các phương pháp này có thể không có thông tin, và sau đó chúng nên được kết hợp với các phương pháp theo dõi tình trạng vi tuần hoàn, chẳng hạn. sử dụng phương pháp soi sinh học hoặc các chất chỉ thị dễ khuếch tán, sự trao đổi mô mô không phụ thuộc vào trạng thái của P. mạch máu và chuyển hóa mô. Nhược điểm của tất cả các phương pháp gián tiếp dựa trên việc ghi nhận sự tích tụ của chất chỉ thị bên ngoài lớp mạch là cần phải tính đến khối lượng của các yếu tố có thể ảnh hưởng đáng kể đến mức độ của chất chỉ thị trong khu vực nghiên cứu. Ngoài ra, các phương pháp này khá quán tính và không cho phép nghiên cứu những thay đổi ngắn hạn và có thể đảo ngược trong P. mạch máu, đặc biệt là kết hợp với sự thay đổi trong vi tuần hoàn. Những khó khăn này có thể được khắc phục một phần bằng cách sử dụng phương pháp ghi nhãn, dựa trên việc xác định sự xâm nhập vào thành mạch của một chất chỉ thị khuếch tán yếu tích tụ trong thành và làm bẩn nó. Các vị trí được sơn (dán nhãn) được chiếu sáng nhờ kính hiển vi ánh sáng và là bằng chứng vi phạm P. của một lớp nội mô. Như một chất chỉ thị, than keo có thể được sử dụng, tạo thành các mảng tích tụ sẫm màu dễ phát hiện ở những nơi vi phạm mạnh hàng rào nội mô. Phương pháp này không ghi nhận được những thay đổi trong hoạt động vận chuyển của các vi hạt, và cần phải sử dụng các chỉ số khác được chuyển qua nội mô bởi các vi hạt.

Khả năng nghiên cứu các rối loạn của P. mạch máu trong môi trường lâm sàng bị hạn chế hơn, vì hầu hết các phương pháp dựa trên việc sử dụng các chất chỉ thị dễ khuếch tán vi phân tử (bao gồm cả đồng vị phóng xạ) không cho phép người ta phán đoán rõ ràng trạng thái của chức năng vận chuyển hàng rào của thành mạch máu.

Phương pháp dựa trên việc xác định sự khác biệt định lượng về hàm lượng protein trong các mẫu máu động mạch và máu tĩnh mạch được lấy đồng thời được sử dụng tương đối rộng rãi (xem thử nghiệm Landis). Khi tính toán phần trăm protein mất trong máu trong quá trình chuyển từ động mạch đến tĩnh mạch, cần biết phần trăm mất nước, được xác định bằng sự khác biệt về hematocrit của máu động mạch và tĩnh mạch. Trong các nghiên cứu của họ trên những người khỏe mạnh, V. P. Kaznacheev và A. A. Dzizinsky (1975) đã suy ra các giá trị sau làm chỉ số P. bình thường của các mạch ở chi trên: đối với nước, trung bình là 2,4–2,6% đối với protein, 4 - 4,5%, tức là khi đi qua giường mạch 100 ml máu trong bạch huyết. lòng sông đi vào khoảng. 2,5 ml nước và 0,15-0,16 g protein. Do đó, ít nhất 200 lít bạch huyết phải được hình thành trong cơ thể con người mỗi ngày, cao hơn gấp 10 lần so với giá trị thực tế của việc sản xuất bạch huyết hàng ngày trong cơ thể một người trưởng thành. Rõ ràng nhược điểm của phương pháp này là giả định rằng, theo Krom, sự khác biệt về hematocrit của máu động mạch và máu tĩnh mạch chỉ được giải thích do sự thay đổi hàm lượng nước trong máu do nó thoát ra khỏi lòng mạch. .

Trong một cái nêm thực tế, trạng thái của P. mạch vùng thường được đánh giá bằng sự hiện diện của các tích tụ ở kẽ hoặc thể hang của chất lỏng tự do giàu protein. Tuy nhiên, khi đánh giá tình trạng mạch máu P. chẳng hạn. trong khoang bụng, một kết luận sai lầm có thể được đưa ra, vì các vi mạch chuyển hóa của các cơ quan và mô này thường được đặc trưng bởi P. cao đối với các đại phân tử do nội mô của chúng không liên tục hoặc xốp. Sự gia tăng áp suất lọc trong những trường hợp như vậy dẫn đến sự hình thành tràn dịch giàu protein. Các xoang tĩnh mạch và hình sin đặc biệt dễ thấm các phân tử protein.

Cần lưu ý rằng sự gia tăng sản lượng protein huyết tương vào mô và sự phát triển của phù mô (xem) không phải lúc nào cũng đi kèm với sự gia tăng P. Vi mạch (mao mạch và tiểu tĩnh mạch), nội mô thường kém thẩm thấu vào các đại phân tử. , có được các khuyết tật nội mô; thông qua những khiếm khuyết này dễ dàng đi vào không gian dưới nội mô được đưa vào các chất chỉ thị của dòng máu - đại phân tử và vi hạt. Tuy nhiên, không có dấu hiệu phù nề mô - cái gọi là. dạng phù nề làm suy giảm tính thấm thành mạch. Một hiện tượng tương tự cũng được quan sát thấy, ví dụ, trong cơ của động vật trong quá trình phát triển của quá trình dinh dưỡng thần kinh ở chúng liên quan đến sự chuyển đổi của dây thần kinh vận động. Những thay đổi tương tự trong các mô của con người được mô tả, ví dụ, trong quá trình lão hóa và bệnh đái tháo đường, khi cái gọi là. mao mạch tế bào, tức là vi mạch chuyển hóa với các tế bào nội mô bong tróc một phần hoặc hoàn toàn (cũng không có dấu hiệu phù nề mô). Tất cả những dữ kiện này một mặt cho thấy tính tương đối của mối quan hệ giữa phù nề mô và sự gia tăng P. mạch máu, và mặt khác, sự tồn tại của các cơ chế ngoại mạch chịu trách nhiệm phân phối nước và các chất giữa máu và khăn giấy.

Các yếu tố làm suy giảm tính thấm thành mạch

Các yếu tố vi phạm tính thấm thành mạch thường được chia thành hai nhóm: ngoại sinh và nội sinh. Các yếu tố ngoại sinh vi phạm P. mạch máu có bản chất khác nhau (vật lý, hóa học, v.v.) lần lượt được chia thành các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến thành mạch và chức năng vận chuyển hàng rào của nó, ví dụ, histamine được đưa vào lòng mạch, các chất độc khác nhau. , v.v.), và các yếu tố vi phạm P. của hành động gián tiếp, ảnh hưởng của nó được trung gian thông qua các yếu tố nội sinh.

Các yếu tố nội sinh đã được biết đến gây rối loạn P. mạch máu (histamine, serotonin, kinin) bắt đầu bao gồm một số lượng lớn các yếu tố khác, đặc biệt là các prostaglandin (xem), và yếu tố sau không chỉ làm tăng P. mạch máu, mà còn tăng cường tác dụng của những yếu tố khác; nhiều yếu tố nội sinh được tạo ra bởi các hệ thống enzym khác nhau của máu (hệ thống yếu tố Hageman, hệ thống bổ thể, v.v.).

Tăng P. mạch máu và các phức hợp miễn dịch. Từ yếu tố gây ra sự gia tăng "chậm trễ" của P. mạch máu trong quá trình phát triển của hiện tượng Arthus, Yosinaga (1966) đã chỉ ra pseudoglobulin; Kuroyanagi (1974) đã phát hiện ra một nhân tố P. mới, được ông chỉ định là Ig-PF. Về đặc tính, nó khác hẳn với histamine, kinin, anaphylatoxin và kallikrein, hoạt động lâu hơn histamine và bradykinin, và bị ức chế bởi vitamin K1 và K2.

Nhiều yếu tố gây rối loạn P. mạch do bạch cầu tạo ra. Do đó, một protease liên kết với bề mặt của bạch cầu trung tính, tạo thành chất trung gian peptide trung tính từ protein huyết tương làm tăng mạch P. Chất nền protein của protease có a mol. trọng lượng (khối lượng) 90.000 và khác với kininogen.

Lysosome và các hạt cụ thể của tế bào máu chứa các protein cation có thể phá vỡ mạch máu P. Hoạt động của chúng được trung gian bởi histamine của tế bào mast.

Các yếu tố nội sinh khác nhau gây rối loạn P. mạch máu hoạt động trong vải đồng thời hoặc tuần tự, gây ra. mạch P. chuyển pha. Về vấn đề này, sự thay đổi sớm, chậm và muộn của P. mạch máu được phân biệt. Giai đoạn sớm là giai đoạn hoạt động của histamine (xem) và serotonin (xem). Giai đoạn thứ hai phát triển sau một khoảng thời gian khỏe mạnh tưởng tượng, 1-3 giờ sau chấn thương ban đầu - một giai đoạn bị trì hoãn hoặc bị trì hoãn; sự phát triển của nó là do hoạt động của kinin (xem) hoặc prostaglandin. Sự phát triển của hai giai đoạn này phụ thuộc vào mức độ của bổ thể và bị ức chế bởi huyết thanh miễn dịch kháng đơn bào. Một ngày sau khi bị tổn thương, giai đoạn thứ ba phát triển, liên quan đến hoạt động của các enzym phân giải protein và tế bào được giải phóng từ các lysosome của bạch cầu và tế bào lympho. Tùy thuộc vào bản chất của tác nhân gây hư hỏng chính, số lượng pha có thể khác nhau. Trong giai đoạn đầu mạch máu P. bị phá vỡ bởi hl. arr. ở cấp độ tiểu tĩnh mạch, trong các giai đoạn tiếp theo, quá trình này kéo dài đến giường mao mạch và tiểu động mạch.

Tiếp nhận các yếu tố thẩm thấu của thành mạch. Các yếu tố nội sinh gây rối loạn P. đại diện cho nhóm nguyên nhân quan trọng nhất gây rối loạn P. Một số nguyên nhân trong số đó ở dạng tạo sẵn trong mô (histamine, serotonin) và dưới ảnh hưởng của các tác động gây bệnh khác nhau, được giải phóng từ kho, là các tế bào mast và tế bào máu (basophils, tiểu cầu). Các yếu tố khác là sản phẩm của quá trình sinh hóa khác nhau. hệ thống cả ở vị trí thiệt hại chính và ở khoảng cách xa nó.

Các câu hỏi về nguồn gốc của các yếu tố P. tự bản thân nó rất quan trọng để giải quyết các vấn đề thực tế về phòng ngừa và điều trị các rối loạn của mạch P. Tuy nhiên, sự xuất hiện của yếu tố P. vẫn chưa đủ cho mạch của P. Sự xáo trộn. “Nhìn thấy”, tức là, được chỉ định, bởi thành mạch (trừ khi nó có khả năng phá hủy như các tác nhân phân giải tế bào). Người ta đã biết, ví dụ, histamine, được đưa vào tuần hoàn chung, chỉ phá vỡ mạch P. chỉ ở một số cơ quan và mô nhất định, trong khi ở các mô khác (não, mô phổi, endoneurium, v.v.) thì không có hiệu quả. Ở ếch, việc đưa serotonin và bradykinin vào thành mạch hoàn toàn không gây xáo trộn thành mạch P. Tuy nhiên, nguyên nhân dẫn đến sự kém hiệu quả của histamine trong cả hai trường hợp là khác nhau.

Theo dữ liệu hiện đại, nội mô của các vi mạch trao đổi chất của động vật máu nóng và con người nhạy cảm với một số lượng lớn các tác nhân khác nhau, tức là nó được đặc trưng bởi khả năng thụ cảm cao. Đối với histamine, một trong những yếu tố chính của P., gây ra rối loạn cấp tính và đáng kể (mặc dù ngắn hạn) của mạch P., dữ liệu thực nghiệm cho thấy sự hiện diện trong nội mô của hai loại thụ thể histamine H1 và H2, đóng vai trò khác nhau trong cơ chế hoạt động của histamine. Đó là sự kích thích của các thụ thể H1 dẫn đến sự phá vỡ của P. mạch máu, đây là đặc điểm của hoạt động của histamine.

Dưới tác động của một số yếu tố nội sinh P., đặc biệt là histamine, phản ứng phản vệ nhanh được quan sát (xem) và việc sử dụng lặp lại (sau 30 phút) tác nhân không vi phạm P. mạch máu trong một số trường hợp có thể xảy ra. Trong trường hợp của histamine, cơ chế phản vệ nhanh, theo một số báo cáo, có sự bản địa hóa ngoài thụ thể. Đặc biệt, điều này được chứng minh bằng thực tế của sự phát triển của phản vệ nhanh, khi việc sử dụng histamine dẫn đến sự phát triển của sự đề kháng nội mô không chỉ đối với chính histamine mà còn với các muối lantan bỏ qua các thụ thể. Sự xuất hiện của phản vệ nhanh có thể là một trong những lý do giải thích cho sự kém hiệu quả của các yếu tố P. riêng lẻ hoạt động đồng thời hoặc tuần tự.

Cơ sở siêu cấu trúc và cơ chế tác động của rối loạn tính thấm thành mạch

Cơm. Hình 2. Các cách thức và cơ chế chuyển hóa qua mao mạch trong điều kiện bình thường (a) và bệnh lý (b): 1 - khuếch tán qua tế bào; 2 - khuếch tán và siêu lọc trong khu vực các điểm nối gian bào dày đặc; 3 - khuếch tán và siêu lọc trong khu vực của các kết nối gian bào đơn giản; 4 - vận chuyển dạng thấu kính bỏ qua các điểm nối chặt chẽ giữa các tế bào; 3a và 4a - các kênh gian bào bệnh lý của loại "khoảng trống histamine"; 5 - vận chuyển dạng thấu kính; 6 - sự hình thành kênh xuyên tế bào bằng cách hợp nhất các vi màng; 7 - không bào thực bào trong tế bào ngoại vi; 8 - vi hạt chỉ thị tính thấm thành mạch (BM - màng đáy, EN1, EN2, EN3 - tế bào nội mô, PC - màng đáy).

Các nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử đã tiết lộ rằng morfol. Cơ sở của sự gia tăng P. mạch máu là sự hình thành các kênh rộng trong khu vực kết nối gian bào trong nội mô (Hình 2). Các kênh như vậy, hoặc "lỗ rò", thường được gọi là khe hở histamine, vì sự hình thành của chúng là điển hình của hoạt động trên thành mạch của histamine và lần đầu tiên được nghiên cứu chi tiết chính xác trong quá trình hoạt động của nó. Các vết nứt histamine được hình thành bởi hl. arr. trong thành của các tiểu tĩnh mạch của các cơ quan và mô đó, nơi không có các hàng rào thể mô có tính thấm thấp như hàng rào máu não, v.v. Sự khác biệt cục bộ về tiếp xúc giữa các tế bào được tìm thấy trong các rối loạn điều hòa thần kinh, cơ học, nhiệt, hóa học và các loại khác của tổn thương mô, dưới tác động của các chất điều hòa sinh học khác nhau (serotonin, bradykinin, prostaglandin E1 và E2, v.v.). Vi phạm các tiếp xúc giữa các tế bào xảy ra, mặc dù rất khó khăn, trong các mao mạch và tiểu động mạch, và ngay cả trong các mạch lớn hơn. Sự dễ dàng hình thành các khoảng trống histamine tỷ lệ thuận với sự yếu kém về cấu trúc ban đầu của các kết nối gian bào, rìa tăng lên trong quá trình chuyển từ tiểu động mạch sang mao mạch và từ mao mạch sang tiểu tĩnh mạch, đạt mức tối đa ở mức tiểu tĩnh mạch sau mao mạch (pericytic).

Ví dụ, sự kém hiệu quả của histamine trong việc làm rối loạn P. mạch máu của một số cơ quan được giải thích chính xác từ quan điểm về sự phát triển của các điểm nối chặt chẽ trong nội mô của các vi mạch của các cơ quan này. não.

Về mặt lý thuyết và thực tiễn, câu hỏi về cơ chế tác động làm hình thành các khuyết tật cấu trúc như khoảng trống histamine là quan trọng. Những thay đổi siêu cấu trúc này là điển hình cho giai đoạn đầu của viêm cấp tính (xem), khi theo I. I. Mechnikov (1891), sự gia tăng P. mạch máu là phù hợp về mặt sinh học, vì điều này đảm bảo sự gia tăng của các tế bào thực bào đến vị trí tổn thương. Có thể nói thêm rằng việc tăng sản lượng huyết tương trong những trường hợp như vậy cũng được khuyến khích, vì trong trường hợp này, các kháng thể và các chất bảo vệ không đặc hiệu được đưa đến trọng tâm. Do đó, sự gia tăng P. mạch máu ở tâm điểm của tình trạng viêm có thể được coi là một trạng thái cụ thể của chức năng vận chuyển hàng rào của các thành vi mạch, thích hợp với các điều kiện mới cho sự tồn tại của mô và sự thay đổi trong mạch máu. P. trong quá trình viêm và các tình huống tương tự không phải là vi phạm mà là vi phạm mới. Một trạng thái chức năng góp phần phục hồi cân bằng nội môi của mô bị rối loạn. Cần lưu ý rằng ở một số cơ quan (gan, lá lách, tủy xương), nơi phù hợp với đặc điểm chức năng của các cơ quan, có dòng trao đổi chất liên tục của tế bào và đại phân tử, các "rò rỉ" gian bào là sự hình thành bình thường và vĩnh viễn. , là những khoảng trống histamine được phóng đại, nhưng không giống như những khoảng trống histamine thực sự có khả năng tồn tại lâu dài. Khoảng trống histamine thực sự được hình thành trong những giây đầu tiên sau khi tiếp xúc với chất trung gian gây viêm cấp tính trên nội mạc và phần lớn là sau 10-15 phút. đã đóng cửa. Cơ chế hình thành các khoảng trống histamine có tính chất bảo vệ, được xác định về mặt phát sinh loài và liên quan đến phản ứng rập khuôn ở cấp độ tế bào, được kích hoạt bởi sự kích thích của các loại thụ thể khác nhau.

Bản chất của phản ứng rập khuôn này vẫn chưa được khám phá trong một thời gian dài. I. I. Mechnikov tin rằng sự gia tăng P. mạch máu trong quá trình viêm có liên quan đến việc giảm các tế bào nội mô. Tuy nhiên, sau này người ta thấy rằng tế bào nội mô trong mạch của động vật máu nóng không thuộc loại tế bào tích cực thay đổi hình dạng như tế bào cơ. Rowley (D. A. Rowley, 1964) cho rằng sự phân kỳ của các tế bào nội mô là hậu quả của sự gia tăng áp lực nội mạch và sự giãn nở quá mức của nội mạc. Các phép đo trực tiếp đã chứng minh sự không thể chấp nhận của giả thuyết này liên quan đến các tiểu tĩnh mạch và mao mạch, tuy nhiên, đối với các mạch động mạch, nó có một giá trị nhất định, bởi vì nếu hoạt động trương lực của màng cơ bị rối loạn, áp lực nội mạch cao thực sự có thể gây ra quá mức nội mạc và làm hỏng các điểm tiếp xúc giữa các tế bào. Nhưng trong trường hợp này, sự xuất hiện của các khoảng trống histamine trong lớp nội mạc không phải lúc nào cũng liên quan đến tác động của áp suất xuyên màng não. Robertson và Kairallah (A. L. Robertson, P. A. Khairallah, 1972) trong các thí nghiệm trên một đoạn tách biệt của động mạch chủ bụng của thỏ cho thấy rằng các khoảng trống rộng trong nội mạc được hình thành dưới ảnh hưởng của angiotensin II ở những nơi làm tròn và ngắn lại nội mô. Tương tự morfol. Sự thay đổi cũng được tìm thấy trong nội mô của các vi mạch chuyển hóa của da khi bôi angiotensin II, prostaglandin E1 và triglycerid huyết thanh tại chỗ.

O. V. Alekseev và A. M. Chernukh (1977) đã tìm thấy trong tế bào nội mô của các vi mạch trao đổi chất có khả năng tăng nhanh hàm lượng trong tế bào chất của các cấu trúc vi sợi tương tự như morphol của chúng. các tính năng với vi sợi actin. Hiện tượng thuận nghịch này (được gọi là hiện tượng cấu trúc hoạt động của bộ máy sợi nhỏ) phát triển dưới tác động của các yếu tố gây ra sự hình thành các khoảng trống rộng giữa các tế bào. Khả năng đảo ngược của hiện tượng trong trường hợp sử dụng histamine làm cho nó khó phát hiện và giải thích tốt về thời gian ngắn và khả năng đảo ngược của sự tồn tại của khoảng trống histamine. Với sự trợ giúp của cytochalasin-B, chất ngăn chặn sự hình thành các vi sợi actin, ý nghĩa bệnh sinh của hiện tượng này trong cơ chế hình thành các khoảng trống histamine gian bào được tiết lộ. Những sự kiện này chỉ ra rằng các tế bào nội mô có khả năng co bóp tiềm ẩn, điều này được thực hiện trong điều kiện mức P. mạch máu trước đó không đủ và cần phải có một sự thay đổi tương đối nhanh chóng và có thể đảo ngược. Do đó, sự thay đổi của P. mạch máu hoạt động như một hành động đặc biệt của biol. điều hòa, đảm bảo sự thích nghi của chức năng vận chuyển hàng rào của nội mô mạch máu phù hợp với nhu cầu cục bộ mới phát sinh mạnh mẽ liên quan đến những thay đổi trong điều kiện hoạt động quan trọng của mô.

Sự hiện diện trong các mô của cơ chế thay đổi P. mạch máu có thể được cho là do cái gọi là. các yếu tố nguy cơ, vì hoạt động của cơ chế này trong điều kiện không đầy đủ có thể gây ra sự vi phạm cân bằng nội môi của mô và chức năng của cơ quan, và không phải là biểu hiện của hoạt động của các cơ chế bảo vệ thích ứng. Các cách rối loạn chính của P. mạch máu được trình bày trên sơ đồ. Những thay đổi trong P. mạch máu dựa trên cơ chế không chỉ dẫn đến sự hình thành các kênh gian bào (khoảng trống histamine), mà còn ảnh hưởng đến hoạt động của bề mặt tế bào (tức là vi mô và vận chuyển vi hạt, không bào và hình thành vi hạt). Kết quả có thể là thủng các tế bào nội mô với sự hình thành các kênh xuyên tế bào nhiều hơn hoặc ít hơn và dài hạn.

Tầm quan trọng lớn trong cơ chế xáo trộn của P. mạch máu gắn liền với những thay đổi cục bộ của điện tích bề mặt, đặc biệt là trên màng đóng lỗ chân lông trong mao mạch nóng chảy (ví dụ, cầu thận). Theo một số dữ liệu, sự thay đổi điện tích một mình có thể là cơ sở để tăng sản lượng protein từ mao mạch cầu thận. Cái đó. tính hạn chế của lý thuyết về lỗ rỗng được chứng minh; Trong điều kiện bệnh lý, tác dụng làm tăng độ xốp của nội mạc có thể đạt được theo những cách khác nhau: bằng cách hình thành các kênh gian bào như khoảng trống histamine; tăng vận chuyển vi hạt và trong ống tiêu cực; thủng các tế bào nội mô dựa trên sự gia tăng vi điều tiết, tạo chân không hoặc hình thành vi hạt trong nội mô; phá hủy vi mô của tế bào nội mô; bong vảy của tế bào nội mô; thay đổi fiz.-chem. các đặc tính của bề mặt tế bào nội mô, v.v. (xem Vi tuần hoàn]]). Tác dụng tương tự cũng có thể đạt được do các cơ chế ngoài vách, đặc biệt, do sự thay đổi khả năng liên kết của các đại phân tử máu, mà hầu như tất cả các chỉ số đã biết dùng để đánh giá trạng thái của mạch P. đều tương tác với các cơ chế được liệt kê. Vì vậy, ví dụ, histamine làm tăng độ xốp của thành mạch do sự hình thành các khoảng trống histamine trong nội mô của các tiểu tĩnh mạch, cũng như bằng cách ảnh hưởng đến bề mặt của các tế bào nội mô và các quá trình vận chuyển liên quan đến hoạt động của nó và biến đổi siêu cấu trúc (sự hình thành lỗ chân lông xuyên tế bào, lỗ chân lông, vi ống, v.v.). Cần lưu ý rằng điều này thường làm thay đổi độ dày của tế bào nội mô và độ sâu của các khoảng trống gian bào, có thể ảnh hưởng đáng kể đến tính thấm của thành mạch như một hàng rào khuếch tán. Câu hỏi về hành vi trong điều kiện của bệnh lý sinh hóa đã không được nghiên cứu ở tất cả. các cơ chế ngăn chặn hoặc ngược lại, thúc đẩy sự xâm nhập của các chất qua thành mạch, đặc biệt là những chất có hoạt tính sinh học. Ví dụ, người ta đã biết rằng các tế bào nội mô của mao mạch não thường có hoạt động enzym phá hủy serotonin và do đó ngăn cản sự xâm nhập của nó cả từ máu vào não và theo hướng ngược lại. Nội mô của mao mạch phổi chứa kininase II, khu trú trong các túi vi tế bào và đảm bảo tiêu hủy bradykinin, đồng thời, chuyển đổi angiotensin I thành angiotensin II (tăng huyết áp). Do đó, nội mô thực hiện một kiểu kiểm soát sự cân bằng của các chất điều hòa sinh học dịch thể và ảnh hưởng tích cực đến sự chuyển hóa mô của các tác nhân này.

Can thiệp có mục tiêu được thực hiện ở ba cấp độ (xem sơ đồ). Mức độ đầu tiên - tác động đến quá trình hình thành các yếu tố nhân quả (có thể tiếp nhận) - thực tế không được sử dụng, mặc dù có những loại thuốc riêng biệt có thể tác động ở mức độ này. Ví dụ, Reserpine ảnh hưởng đến sự lắng đọng của các yếu tố gây rối loạn P. trong tế bào mast, là nguồn chính của chất trung gian gây viêm cấp tính (histamine và serotonin); các tác nhân antiprostaglandin ức chế sự tổng hợp các prostaglandin - axit acetylsalicylic, v.v.

Cấp độ thứ hai là cấp độ chính trong thực hành phát triển các phương tiện để phòng ngừa và điều trị các rối loạn của mạch P. Nó tương ứng với quá trình tiếp nhận yếu tố gây bệnh. Một số lượng đáng kể các loại thuốc kháng histamine, antiserotonin, và immuradykinin được sử dụng để ngăn ngừa các rối loạn do P. mạch máu gây ra bởi các chất trung gian tương ứng. Ưu điểm và đồng thời là nhược điểm của các loại thuốc này, hoạt động bằng cách phong tỏa các thụ thể cụ thể, là độ đặc hiệu cao. Tính đặc hiệu như vậy chúng không hiệu quả trong điều kiện nhiều etiol. các yếu tố tác động đồng thời hoặc tuần tự, thường được quan sát trong một hình nêm. thực tiễn. Điều quan trọng nữa là việc loại trừ tác động của một hoặc một số yếu tố quyết định sự phát triển của một giai đoạn rối loạn P. mạch máu cũng không loại trừ sự phát triển của các giai đoạn tiếp theo. Những thiếu sót này có thể được khắc phục thông qua can thiệp ở cấp độ thứ ba.

Mức độ thứ ba là tác động lên các cơ chế tác động nội bào (dưới tế bào) mà qua đó tác động của các yếu tố P. được thực hiện trực tiếp, và chúng giống nhau đối với tác động của các tác nhân gây bệnh khác nhau. Thực tế và hiệu quả của phương pháp này có thể được chứng minh bằng thực nghiệm bằng cách sử dụng một chất (cytochalasin-B) ức chế hiện tượng cấu trúc hoạt động của bộ máy vi sợi trong tế bào nội mô (hình thành gel actin và các vi sợi actin).

Trong một cái nêm Trong thực tế, để bình thường hóa P. tăng mạch máu, vitamin P được sử dụng (xem Bioflavonoid) và muối canxi. Tuy nhiên, những loại thuốc này không thể được coi là đặc hiệu để cai nghiện. các tác nhân vi phạm P. mạch máu, mặc dù chúng có tác dụng tăng cường nói chung trên các hàng rào mô, màng và thành mạch máu nói riêng.

Các yếu tố P. nội sinh khác nhau có thể được sử dụng để làm tăng P. trong mạch máu, chẳng hạn. histamine, hoặc các chất giải phóng chúng từ kho mô.

Thư mục: Alekseev O. V. Cân bằng nội môi vi tuần hoàn, trong sách: Cân bằng nội môi, ed. P. D. Horizontova, tr. 278, M., 1976; Antonov VF Lipid và tính thấm ion của màng, M., 1982; Màng sinh học, ed. D. S. Parsons, trans. từ tiếng Anh, M., 1978; D e Robert tis E., Novinsky V. và S và e với F. Sinh học của tế bào, trans. từ tiếng Anh, M., 1967; Tế bào sống, trans. từ tiếng Anh, ed. G. M. Frank, tr. 130, Mátxcơva, 1962; K a z-nacheevV.P. và D z và z và N với và y A. A. Bệnh lý lâm sàng về trao đổi mao mạch, M., 1975; Chân nhẹ E. Hiện tượng chuyển giao trong hệ thống sống, trans. từ tiếng Anh, M., 1977; Lakshminaraya nay và x N. Điện cực màng, trans. từ tiếng Anh, L., 1979; Lev A. A. Mô hình hóa tính chọn lọc ion của màng tế bào, L., 1976; Ovchinnikov Yu. A., Ivanov V. T. và III đến r về b A. M. Phức hợp hoạt động màng, M., 1974; Cấu trúc và chức năng của tế bào, trans. từ tiếng Anh, ed. G. M. Frank, tr. 173, M., 1964; Troshin A. S. Vấn đề về tính thấm của tế bào, M. - L., 1956; Chernukh A. M., Alexandrov P. N. và Alekseev O. V. Vi tuần hoàn, M., 1975; Di Rosa M., Giroud J. R. a. W 1 1-loughby D. A. Các nghiên cứu về các mô đệm của phản ứng viêm cấp tính gây ra ở chuột ở các vị trí khác nhau bởi carra-geenan và nhựa thông, J. Path., V. 104, tr. 15, 1971; M a j n o G. a. P a 1 a-de G. E. Các nghiên cứu về chứng viêm, I. Ảnh hưởng của histamine và serotonin đối với tính thấm của mao mạch, một nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử, J. biophys. hóa sinh. Cytol., V. 11, tr. 571, năm 1961; M a j n o G., S h e a S. M. a. Leventhal M. Sự co bóp nội mô được gây ra bởi các trung gian kiểu histamine, J. Cell Biol., V. 42, tr. 647, 1969: Shimamoto T. Co các tế bào nội mô như một cơ chế chính trong hình thành xơ vữa và điều trị xơ vữa động mạch bằng thuốc giãn tế bào nội mô, trong: Xơ vữa động mạch III, ed. của G. Schettler a. A. Weizel, tr. 64, V.-N. Y., 1974.

B. F. Antonov; O. V. Alekseev (đường dẫn. Phys.).

Vận chuyển màng

Sự vận chuyển các chất vào và ra khỏi tế bào, cũng như giữa tế bào chất và các bào quan dưới tế bào khác nhau (ti thể, nhân, v.v.) được cung cấp bởi màng. Nếu các màng là một rào cản mù, thì không gian nội bào sẽ không thể tiếp cận được với các chất dinh dưỡng và không thể loại bỏ các chất thải ra khỏi tế bào. Đồng thời, với tính thấm hoàn toàn, sự tích tụ của một số chất trong tế bào sẽ là không thể. Tính chất vận chuyển của màng được đặc trưng bởi tính bán thấm: một số hợp chất có thể xuyên qua nó, trong khi những hợp chất khác không thể:

Tính thấm của màng đối với các chất khác nhau

Một trong những chức năng chính của màng là điều hòa sự vận chuyển của các chất. Có hai cách vận chuyển các chất qua màng: vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động:

Vận chuyển thụ động. Nếu một chất di chuyển qua màng từ vùng có nồng độ cao đến vùng có nồng độ thấp (tức là dọc theo gradien nồng độ của chất này) mà không tiêu thụ năng lượng của tế bào, thì quá trình vận chuyển đó được gọi là thụ động, hay khuếch tán. Có hai kiểu khuếch tán: đơn giản và tạo điều kiện.

Sự khuếch tán đơn giản là đặc trưng của các phân tử trung tính nhỏ (H2O, CO2, O2), cũng như các chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp kỵ nước. Các phân tử này có thể đi qua mà không có bất kỳ tương tác nào với protein màng qua các lỗ hoặc kênh của màng miễn là duy trì được độ dốc nồng độ.

Có điều kiện khuếch tán. Đó là đặc điểm của các phân tử ưa nước cũng được vận chuyển qua màng dọc theo một gradien nồng độ, nhưng với sự trợ giúp của các protein màng đặc biệt - chất mang. Khuếch tán có điều kiện, trái ngược với khuếch tán đơn giản, được đặc trưng bởi tính chọn lọc cao, vì protein mang có trung tâm liên kết bổ sung cho chất được vận chuyển, và sự chuyển giao đi kèm với những thay đổi về cấu trúc trong protein. Một trong những cơ chế có thể xảy ra của sự khuếch tán được tạo điều kiện có thể như sau: một protein vận chuyển (translocase) liên kết với một chất, sau đó tiếp cận phía đối diện của màng, giải phóng chất này, giả định hình dạng ban đầu của nó và lại sẵn sàng thực hiện chức năng vận chuyển. . Người ta biết rất ít về cách thức chuyển động của bản thân protein được thực hiện. Một cơ chế chuyển giao khác có thể có liên quan đến sự tham gia của một số protein mang. Trong trường hợp này, hợp chất liên kết ban đầu tự nó đi từ protein này sang protein khác, liên kết tuần tự với protein này hoặc protein khác cho đến khi nó ở phía đối diện của màng.

Các màng tế bào. Tính thấm của màng