Транспорт веществ через плазматическую мембрану
Красноярский Государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого
Кафедра физиологии им. проф. А.Т. Пшоника
ВИРТУАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
(Практикум по проведению самостоятельной внеаудиторной работы по нормальной физиологии в среде PhysioEx 6.0: Laboratory Experiments in Physiology)
Для студентов лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов
Красноярск, 2014
ВИРТУАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ: практикум по проведению самостоятельной внеаудиторной работы по нормальной физиологии в среде PhysioEx 6.0: Laboratory Experiments in Physiology. Перевод и адаптация для студентов КрасГМУ: Ю.И. Савченков, В.С. Медведев, Ю.С. Пац, О.Г. Солдатова. Красноярск, 2014. – 104 С.
Этот практикум предназначен для самостоятельного внеаудиторного проведения виртуальных экспериментов по физиологии. Студент дома, получив весь необходимый программный материал на кафедре, должен самостоятельной провести серию виртуальных физиологических исследований, с составлением протоколов опытов и получением выводов. Алгоритмы проведения работ представлены ниже. В конце Практикума приводится словарь английских обозначений, применяемых в модельных экспериментах.
К Практикуму прилагается Рабочая протокольная тетрадь для записи результатов эксперимента. Если у студента нет такой готовой тетради, он может получить её в электронном виде и распечатать самостоятельно.
Раздел 1. ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ
ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ ПЛАЗМАТИЧЕСКУЮ МЕМБРАНУ.
Цель:
1. Получить представление о селективной проницаемости плазматической мембраны.
2. Уметь описывать различные механизмы, посредством которых молекулы вещества могут пассивно пересекать плазматическую мембрану.
3. Уметь описывать различные механизмы, посредством которых молекулы вещества могут активно транспортироваться через плазматическую мембрану.
4. Понять и уметь объяснить различия между работой мембранных транспортеров с расходом энергии клеток и без нее.
5. Дать определение пассивному и активному транспорту, простой и облегченной диффузии, осмосу и транспорту веществ между гипотоническими, изотоническими и гипертоническими растворами.
Теоретическая часть.
Каждая клетка нашего организма окружена плазматической мембраной (ПМ), которая отделяет ее от интерстициальной жидкости. Одной из основных функций ПМ является селективная проницаемость при обмене молекул между клеткой и окружающей жидкостью, для того, чтобы клетка могла отобрать субстанции, необходимые ей, и избавиться от ненужных веществ. Эти субстанции включают в себя газы (О2 и СО2), ионы и более крупные молекулы, такие как глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, витамины.
Молекулы вещества транспортируются через ПМ пассивно или активно. При активном транспорте вещества через ПМ расходуется энергия, выделяющаяся при распаде АТФ, а при пассивном транспорте молекулы проходят через ПМ без расхода какой-либо энергии. Примером пассивного транспорта являются простая диффузия, осмос и облегченная диффузия.
Простая диффузия - это спонтанное движение молекул через липидный бислой ПМ из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией вещества. Осмос это диффузия растворителя (Н2О) через плазматическую мембрану. Обличенная диффузия - это движение молекул через селективно проницаемую мембрану с помощью специализированных транспортных белков ПМ.
На этом занятии мы будем моделировать каждый из этих клеточных транспортных механизмов, используя модели виртуального практикума.