Lý sinh học phần 5

Khi tương quan giữa các quá trình tổng hợp và phân huỷ ở trong tế bào thay đổi thì hướng vận chuyển của dòng vật chất cũng bị thay đổi. Ví dụ ở những tế bào hồng cầu non thường xảy ra quá trình tích lũy các chất nên ion kali và photphat thường thấm vào trong tế bào với cường độ lớn. Ở những tế bào hồng cầu già thì nhu cầu tích luỹ các chất ít còn quá trình phân hủy các nucleotide diễn ra mạnh nên ion kali và photphat lại thải ra môi trường ngoài với...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý sinh học phần 5Bên cạnh vai trò của 5 gradien kể trên thì hướng vận chuyển của dòng vật chất còn phụthuộc vào cường độ trao đổi chất của tế bào. Khi tương quan giữa các quá trình tổng hợpvà phân huỷ ở trong tế bào thay đổi thì hướng vận chuyển của dòng vật chất cũng bị thayđổi. Ví dụ ở những tế bào hồng cầu non thường xảy ra quá trình tích lũy các chất nên ionkali và photphat thường thấm vào trong tế bào với cường độ lớn. Ở những tế bào hồngcầu già thì nhu cầu tích luỹ các chất ít còn quá trình phân hủy các nucleotide diễn ramạnh nên ion kali và photphat lại thải ra môi trường ngoài với cường độ lớn mặc dù vẫntồn tại gradien màng hồng cầu.Cuối cùng còn phải kể đến vai trò của các chất kích thích hoặc gây thương tổn đối với tếbào. Lý thuyết hưng phấn chỉ ra rằng tại những vùng màng sợi trục noron, khi có sónghưng phấn truyền qua thì tính thấm của màng đối với ion tăng lên. Khi dùng thuốc để pháhủy các tế bào ung thư thì giải phóng gốc photphat.V. Quá trình khuyếch tán và định luật Fich Cơ chế vận chuyển chủ yếu của các chất hoà tan trong nước qua màng là quá trìnhkhuyếch tán. Nếu vật chất chuyển động cùng với dòng dung môi theo hướng tổng gradien,gọi là quá trình khuyếch tán thuận. Trong trường hợp chỉ tồn tại gradien nồng độ thì vậtchất vận chuyển theo hướng gradien nồng độ, gọi là quá trình khuyếch tán.Năm 1856, Fich đã tìm ra định luật khuyếch tán của vật chất. Tốc độ khuyếch tán của vậtchất trong một đơn vị thời gian tỷ lệ thuận với gradien nồng độ và diện tích màng nơi vậtchất thấm qua. Biểu thức toán học của định luật Fich: dm dC = −D.S. (3.1) dt dx dm : tốc độ khuyếch tán của vật chất (gam/giây). dtD : hệ số khuyếch tán. Đối với mỗi chất nó là một hằng số. Ví dụ với đường mía thìD=0,384, với đường Mantoza thì D=0,373. Đơn vị của hệ số khuyếch tán là Cm-1. s-1.S: Diện tích bề mặt màng tế bào nơi vật chất thấm qua (cm2). dC : gradien nồng độ. dxDấu trừ ở vế phải của phương trình (3.1) thể hiện sự khuyếch tán của vật chất theo chiềutừ nơi có nồng độ cao tới nơi có nồng độ thấp làm cho sự chênh lệch về nồng độ sẽ giảmdần.Định luật Fich có thể được trình bày qua dòng khuyếch tán ik, là lượng vật chất thấm quamột đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian. dm ik = (3.2) S.dtSo sánh phương trình (3.2) với phương trình (3.1) rút ra: dC i k = −D (3.3) dx dCTừ (3.3) suy ra, nếu gradien nồng độ không thay đổi theo thời gian thì dòng khuyếch dxtán vật chất ik cũng không thay đổi theo thời gian, khi đó tế bào ở trạng thái cân bằngdừng.Từ phương trình (3.1) cho thấy với một chất xác định thì tốc độ khuyếch tán trong một dCđơn vị thời gian chỉ còn phụ thuộc vào gradien nồng độ . Trên thực tế xác định độ dxdày của màng tế bào là dx gặp rất nhiều khó khăn vì độ dày màng thường thay đổi theo osinh lý tế bào như hồng cầu độ dày của màng thay đổi từ 30 A đến vài trăm Angstron o( A ). Bởi vậy, hai tác giả là Berlien và Colender đã đưa ra phương trình : dm = P.S(C1 − C 2 ) (3.4) dtC1, C2 là nồng độ chất ở hai phía của màng tế bào.P: Hằng số thấm phụ thuộc vào bản chất của các chất thấm, được xác định bằng tỉ số giữalượng vật chất thấm ra bên ngoài và lượng vật chất có trong tế bào. Với ion Natri ( Na+ )thì P = [Na+] thấm ra ngoài / [ Na+] trong tế bào ([Na+] là nồng độ ion Natri).Khuyếch tán là quá trình vận chuyển thụ động của các chất hoà tan trong nuớc nên nếuxảy ra cơ chế khuyếch tán liên hợp tức là sự vận chuyển đồng thời hai chất cùng một lúcnên hằng số thấm không chỉ liên quan tới một chất mà còn liên quan tới chất khuyếch tánliên hợp. Ví dụ sự khuyếch tán của Na+ có liên quan tới sự khuyếch tán của K+ nên hằngsố thấm phụ thuộc cả vào Na+ lẫn K+.Ngoài quá trình khuyếch tán thường, sự xâm nhập của vật chất vào trong tế bào còn đượcthực hiện theo cơ chế khuyếch tán trao đổi và khuyếch tán liên hợp.-Khuyếch tán trao đổi : bằng phương pháp đồng vị phóng xạ đánh dấu, các nhà khoa họcphát hiện ra rằng Na+ và các ion khác ở hồng cầu thường được thay thế bởi chính ion đóở môi trường bên ngoài. Theo Uxing, quá trình trao đổi Na+ ở bên trong và bên ngoàimàng có sự tham gia của chất mang ( hay chất chuyển ). Đầu tiên chất mang liên kết vớiNa+ ở trong nội bào sau đó vận chuyển ra bên ngoài màng. Ở bên ngoài, Na+ ở trong tếbào được giải phóng còn Na+ có sẵn ở môi trường bên ngoài lại liên kết với chất mang vàđược vận chuyển vào trong nội bào. Ở trong tế bào, Na+ có nguồn gốc từ môi trường lạiđược giải phóng còn chất mang lập lại quá trình trao đổi ion ...