MEMBRANLARDAN MADDE

TRANSPORTU

MEMBRANLARIN GEÇİRGENLİĞİ

Membranlar, intrasellüler ve extrasellüler sıvılar arasındaki farklılığı başlıca iki özellikleri ile sağlarlar:

1. Seçici geçirgenlik2. Bu geçirgenliğin değişebilirliği

PASİF TRANSPORT SİSTEMLERİ

Enerji kullanmayan transport mekanizmaları:

basit difüzyon kolaylaştırılmış difüzyon filtrasyon osmoz

AKTİF TRANSPORT SİSTEMLERİ

Enerji kullanan transport mekanizmaları:

1. aktif transport2. endositoz ve ekzositoz

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

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

DİFÜZYONUN YÖNÜ difüzyonda hareket tek yönlü

değildirmoleküller 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

DİFÜZYONUN GÜCÜ

Difüzyon akımının büyüklüğü çeşitli faktörlere bağlı olarak değişir:

1. konsantrasyon farkı2. sıcaklık3. molekül kitlesi4. yüzey alanı5. ortam hali

DİFÜZYONUN HIZI

moleküller düz bir çizgide çok uzağa gidemezler dolayısıyla difüzyon süresi moleküllerin

difüze olacakları mesafenin karesiyle orantılıdır

organizmada dolaşım sistemi mesafeleri kısaltıcı işlev görür

MEMBRANLARDAN DİFÜZYON 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

PROTEİN 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

İYON KANALLARI

kanalların kendilerine özel iyonlara karşı spesifitesi vardırbu seçicilik kanal çapına veya

kanal duvarını oluşturan proteinlerin elektrik yüküne bağlı olabilir

kanalın çapı, içerisinden geçecek iyona göre hafifçe büyüktür

ELEKTROKİMYASAL 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

İYON PERMEABİLİTESİ

iyon kanallarının açılıp kapanması ile membran permeabilitesinde değişiklik meydana gelir

bu durum kanal proteini konformasyonu üzerindeki değişiklikler yoluyla sağlanır

İyon kanalının açılma frekansı ile açık kalma süresi üzerinde etkili başlıca 3 faktör vardır:

1. membrana bağlanan spesifik kimyasal haberciler (ligand duyarlı kanallar)

2. membran potansiyelinde değişiklikler (voltaj duyarlı kanallar)

3. membranın gerilmesi (mekanosensitif kanallar)

ARACILI TRANSPORT SİSTEMLERİ polaritesi fazla veya büyük

moleküllerin geçişi daha çok birtakım taşıyıcı işlevi gören membran proteinleri ile olurfarklı hücrelerde farklı tip ve

sayıda taşıyıcı bulunabilir bağlanma yine proteinin

konformasyonu üzerinde meydana gelen değişiklik ile olur

Aracılı transportta geçiş hızını 3 faktör belirler:

1. taşıyıcının o madde için afinitesi

2. membrandaki taşıyıcı miktarı

3. taşıyıcı protein konformasyonunda meydana gelen değişiklik hızı

KOLAYLAŞTIRILMIŞ DİFÜZYON net akım konsantrasyon gradyenti

ile aynı yöndedir; iki taraf konsantrasyonu eşitlendiğinde akım durur

enerji gerektirmez en güzel örnek glikozdur

Vander-Sherman-Luciano; Human Physiology, 2001.

AKTİF 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

ENERJİ;

1. ya taşıyıcı protein üzerindeki bağlanma yerinin membranın bir tarafında diğer tarafa göre daha yüksek bir afinite göstermesini

2. ya da proteindeki bağlanma bölgesinin membranın bir tarafından diğer tarafa hareket etme hızını değiştirir

PRİMER AKTİF TRANSPORT

Taşıyıcı protein ATP’yi doğrudan yıkarak kendini fosforilleyen bir ATPaz’dır.

1. Na+-K+ ATPaz

2. Ca+2 ATPaz

3. H+ ATPaz

4. H+-K+ ATPaz

SEKONDER AKTİF 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

SİMPORT - ANTİPORT TAŞINIM 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

NA+-CA+2 ZIT TRANSPORT PROTEİNİ

ÖZET

OSMOZ; SUYUN DİFÜZYONU

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

OSMOTİK BASINÇ

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

ORGANİZMADA OSMOLARİTE vücut sıvıları osmolaritesi

300mOsm/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

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

ENDOSİTOZ

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

FAGOSİTOZ

Hücreye alınan Hücreye alınan endositik vezikül endositik vezikül 2 çeşit akıbete 2 çeşit akıbete uğrayabilir:uğrayabilir:

1.1. sitoplazmayı sitoplazmayı boydan boya geçip boydan boya geçip karşı taraftan karşı taraftan ekzositoz ile dışarı ekzositoz ile dışarı çıkabilirçıkabilir

2.2. lizozomlarla lizozomlarla kaynaşarak kaynaşarak içeriklerinin içeriklerinin sindirilmesini sindirilmesini sağlarsağlar

EKZOSİTOZ

Başlıca 2 fonksiyonu vardır:

1. hücrelerde sentezlenip de membranı geçemeyen moleküllerin salgılanması

2. endositoz ile kaybolan membranın yerine konması

Ekzositoz olayı çoğu hücrede kalsiyum iyonları tarafından tetiklenir.

EPİTELYAL TRANSPORT

PARASELLÜLER YOL: komşu epitel hücreleri arasından difüzyon ile geçiş (yalnızca su ve bazı küçük moleküller)

TRANSSELLÜLER YOL: membranın bir tarafından hücre içine geçiş, sitozol boyunca difüzyon ve diğer taraf zardan hücre dışına çıkış