Улеснена дифузия

В първото видео за пасивен транспорт говорихме за най-пасивния от пасивните видове транспорт – простата дифузия. Говорихме за това как малки, незаредени, неполярни молекули могат да преминат най-лесно през мембраната чрез дифузия. Например въглеродният диоксид или молекулният кислород ще преминават най-лесно през мембраната чрез дифузия. Те са достатъчно малки, за да се промъкнат през малките празни пространства в мембраната и тъй като нямат заряд или полярност, ще могат да преминат през цялата мембрана. След това говорихме за междинни варианти като водните молекули, които са достатъчно малки, за да минат през пространствата в мембраната, но имат полярност. Те няма да могат да преминат много лесно, но ще успеят да се промъкнат. Говорихме и за молекули, на които ще им е много трудно да преминат през мембраната. Това са заредените честици, тук имаме някои йони – натриев йон, калиев йон. Въпреки, че са малки, те ще взаимодействат силно с фосфатните глави, с този заряд, това ще направи трудно преминаването им през мембраната. В това видео ще продължим да говорим за пасивен транспорт. Запомни, при пасивния транспорт не се използва енергия, а частиците се движат по посока на концентрационния си градиент. Ще говорим за начини, по които пасивният транспорт може да бъде облекчен за някои от тези молекули тук. Техният пасивен транспорт ще бъде подпомогнат и улеснен. За това ще говорим в това видео. Нека първо намеря място, където да го напиша – облекчена дифузия. Предното видео беше за обикновена дифузия, сега ще говорим за това как можем да я улесним. Как мислиш – ако трябваше да изобретим нещо, което да улесни тези частици – водните молекули или йоните – да се придвижат по посока на концентрационния си градиент, какво би било то? Може да си кажеш: "Ако не трябваше да се занимаваме с всичко това, с всички тези хидрофилни глави и хидрофобни опашки, и с хидрофилните глави тук." "Това щеше да улесни движението по посока на концентрационния градиент." Точно такова изобретение се е появило и в природата. На практика има тунели през мембраната. Един начин, по който може да протече облекчената дифузия, е с помощта на белтъчни канали – ще го напиша в оранжево. "Белтъчни канали." "Белтъчни канали." Пример за белтъчен канал може да е този тук. Това може да е специализиран канал за вода – този вид канали се наричат аквапорини. Това е просто белтъчен канал за вода. Виждаш, че има тази дупка отгоре. Да кажем, че имаме повече водни молекули извън клетката, отколкото в нея. Искаме да ги придвижим по посока на концентрационния им градиент или може би имаме по-висока концентрация на разтворено вещество тук, и ще протече осмоза. Ще има по-голяма вероятност водните молекули да се придвижат отвън навътре, отколкото отвътре навън. Можем да имаме водни молекули, които влизат тук. Те изобщо не трябва да се занимават с мембраната, просто ще минат през аквапорина и ще излязат във вътрешността на клетката. Имаме подобни белтъчни канали и за йони. Този тук може да е за йони. Да кажем, че това е натрий, това тук са натриеви йони. Те са заредени, ще им е трудно да преминат през мембраната. Но този белтъчен канал може да е специфичен за натриеви йони и им позволява да преминат. Както ще видим, когато учим за невроните, белтъчните канали за йони са изключително важни за усилването на електрични или електрохимични сигнали. Йонните канали може да притежават и активационни врати, които се отварят и затварят при определени условия, които могат да са различни в различните части на клетката. Тези белтъчни канали може да са отворени или затворени, в зависимост от условията, при които се намират. Това е ключово за процесите, протичащи в невроните, както ще видим в следващи видеа. Друг вид облекчена дифузия може да протече чрез т.нар. белтъци-преносители. Ще говоря за белтъците-преносители, но е важно да отбележим, че хората все още изучават как точно функционират. Ще нарисувам мембрана ето тук. Ще нарисувам мембрана и белтък-преносител в мембраната. Това е напречно сечение на мембраната. Двойният фосфолипиден слой е почти готов, сега и белтъкът-преносител. Начинът, по който ще го нарисувам, не показва точно как изглеждат белтъците-преносители в действителност, но дава приблизителна идея. Нещо такова. Ако частиците искат да се придвижат по посока на концентрационния си градиент – да кажем, че имаме по-висока концентрация отгоре. Ще взема някаква хипотетична частица, която има по-висока концентрация отгоре, отколкото отдолу. Частиците могат да се закачат или да влязат в този "джоб" тук, което ще накара белтъка-преносител да промени формата си. Да видим дали ще успея да нарисувам променената форма добре. Може да промени формата си. Това става, когато вземем частици отгоре. Когато белтъкът "види", че има товар, може да промени формата си до тази. Ще се обърне. Нека взема друг инструмент. Днес имам проблем с инструментите. Белтъкът-преносител може да се обърне ето така. Преди беше отворен отгоре, но сега се обръща и товарът, който беше отгоре, сега попада във вътрешността на клетката. Това е пасивен транспорт, тъй като всички тези частици се движат по посока на концентрационния си градиент. Ако нямахме клетъчна мембрана тук, частиците щяха да се движат в тази посока. Щяхме да имаме повече частици, които се движат в тази посока за даден период от време, отколкото в противоположната посока. Но клетъчната мембрана стои на пътя на частиците, въпреки това тя може да облекчи пасивния транспорт. Може да улесни дифузията.