İ. Ü İstanbul tıp fakültesi tıbbi biyoloji anabilim dalı...

İ. Ü

İstanbul Tıp Fakültesi

Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı

Prof. Dr. Filiz Aydın

Hücre zarı bir bariyer niteliği

taşır

Hücre zarı, iç kısım ile dış kısım arasında iyonik konsantrasyon farkını korur

Zarın bariyer özelliği molekül ve iyonların taşınması için önemli bir fonksiyona sahip

Difüzyon

Difüzyondan önce Difüzyondan sonra

Sıvı veya gaz içinde çözünen maddenin partikülleri

sürekli hareket (Brownian) halindedirler

Difüzyon hızı Molekülün büyüklüğü

Ortam yoğunluğu

Isı

Difüzyon uzaklığı ile ilişkilidir

..

..

Yüksek ve düşük konsantrasyon alanları geçirgen bir zarla ayrılırsa Partiküller zarın bir yüzünden diğer tarafa geçerler Akış: yüksek konsantrasyon düşük konsantrasyon

Difüzyon

Gazlar,besin düzenleyici kimyasallar, tuzlar, ve atık ürünler bulunur

Hücre dışı

Gazlar, az miktarlarda besinler ve tuzlar

İntrasellüler sıvı

Ekstrasellüler sıvı

Hücre içi

Lipit tabakalar iyonlara karşı geçirgen değildir

Gazlar ve polar olmayan

moleküller lipid tabakada

çözündükleri için çok

kolay geçebilirler

Gazlar

Küçük, yüksüz polar moleküller

Su Üre

Büyük, yüksüz polar moleküller

Etanol Gliserol

Glukoz Sukroz

Amino asitler Proteinler Nükleik asitler ATP Glukoz-6- fosfat

CO2 N2 O2 Benzen

K+,, Mg2+ Ca2+, Cl-, HCO3, HPO42-

CO2 N2 O2 Benzen

Yüklü, polar moleküller

İyonlar

Memeli hücrelerinin iyon konsantrasyonu Hücre içi (intrasellüler)mM

Hücre dışı (ekstrasellüler)mM

K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Cl- HCO3 pH

139 12 <0.0005 0.8 4 12 7

4 145 1.8 1.5 116 29 7.4

Hücre zarından taşınma Küçük molekül ve

iyonların taşınması

1- Pasif taşıma

Basit difüzyon

Protein kanallar ile difüzyon

İyon kanalları ile difüzyon

Kolaylaştırılmış difüzyon

2- Aktif taşıma

Büyük moleküllerin taşınması

1- Endositoz

• Pinositoz

• Fagositoz

• Reseptör aracılı endositoz

2- Ekzositoz

1-Pasif taşıma a- Hücre zarında basit difüzyon

O2 ,CO2,N2

küçük ve lipitte eriyebilen moleküller konsantrasyon gradyanları boyunca zarda yayılır

Basit difüzyon

Oksijen

Karbondioksit lipid tabakada erirler

Alveol duvarını döşeyen “tip 1” hücreler üzerinden oksijen ve karbondioksitin kapilere geçişi

Su hareketi epitel hücrelerin metabolik aktivitelerine bağlıdır.

I. Zarın her iki tarafında yer alan çözünmüş maddelerin konsantrasyon farkı

II. İki solüsyon arasındaki hidrostatik basınç

b-Protein kanallar difüzyon

Zar üzerindeki su hareketi osmoz’a bağlıdır Suyun hücre zarı üzerinden

solüt konsantrasyonunun

düşük olduğu bir kompartmandan ,

solüt konsantrasyonunun daha yüksek

olduğu bir kompartmana doğru akışı

Su her iki tarafın konsantrasyonları eşit olana kadar membran üzerinde

hareket eder.

Konsantrasyon zarın her iki tarafında da aynı. Su eşit oranlarda her iki taraftan

hareket eder.

Osmoz: hücre zarından suyun geçişi

Hipertonik izotonik hipotonik

Hücre yoğunluğu dış ortamla aynı olduğu zaman su akışı her iki yönde eşit miktardadır

Hipotonik solusyonda ortamın yoğunluğu hücrenin yoğunluğundan daha azdır (dış ortamda su daha fazla)

Hipertonik solusyonda ise durum tam tersidir ve ortamın yoğunluğu

hücreden daha fazladır

Hipotonik solusyon İzotonik solusyon Hipertonik solusyon

Hayvan hücresi

Bitki hücresi

Turgor flaccid Plazmoliz

Plazmoliz

Hücre zarlarında su kanal proteinleri

Su moleküllerinin hızlı bir şekilde zardan geçişini sağlar

İntegral proteinler

Aquoporin –su kanalları Farklı dokularda değişik tip formları bulunur

Farklı dokularda değişik tip formları bulunur

Difüzyon ve osmoz

Gazlar

Hidrofobik moleküller

Küçük polar moleküller

Büyük polar moleküller

Yüklü moleküller

Biyolojik zarlarda görülen pasif taşıma yöntemleridir.

c- İyon kanalları İyonlara karşı secici özellik gösterirler

Spesifik uyarıya karşı açılırlar

Ligant kapılı kanallar

Mekanik kapılı kanallar

Voltaj kapılı kanallar

Kanal proteinleri Lipid tabaka

Sitoplazma

Ekstrasellüler sıvı

Ca+2 konsantrasyonu

Ca+2 konsantrasyonu

1- Ca+2

2- Vasopressin

d-Kolaylaştırılmış difüzyon)

•Dışardan gelen enerjiye ihtiyaç duymayan difüzyon

•Zarda taşıyıcı (permeaz) proteinler ile gerçekleşir

•Basit difüzyondan farkı;

•Spesifik

•Hızlı

•Enzim-substrat reaksiyonuna benzer

Difüzyon Kolaylaştırılmış Difüzyon

Kolaylaştırılmış difüzyon

Glukozun membrandan geçmesi için enerji kullanımı gerekmez

Taşıyıcı proteinler

Eksrasellüler alan

Sitozol

Hayvan hücrelerinde kan veya ektrasellüler sıvıdan

Glukoz uniport olarak alınır

Barsak lümeni veya tübüllerinden glukozu alan hücreler

Simport olarak alır

Kırmızı kan hücreleri HCO3- ve Cl- ‘u antiport olarak değiştirir

Cl-

Glukoz Na+ HCO3-

Hücreler;

Belirli solütlerin kendi elektrokimyasal gradyentine

zıt yönde taşımayı sağlayan taşıyıcı moleküllere sahiptir

ATP hidrolizi ile elde edilen enerjiye gereksinim var

AKTİF TAŞIMA

Hücre zarında taşınma tipleri

Transport molekül

Basit difüzyon

Kanal aracılığı

Taşıyıcı l aracılığı

Taşıyıcı protein Kanal

protein

Elektrokimyasal gradyenti

PASİF TRANSPORT AKTİF TRANSPORT

transport.

Kolaylaştırılmış difüzyon Aktif transport

AKTİF TAŞIMA

Aktif taşıma Hücre zarı iyonlara karşı seçici geçirgen

Sitazol –ekstrasellüler sıvı arasında iyon kompozisyonu farklı

Na+ konsantrasyonu hücre dışında

K+ konsantrasyonu hücre dışında

Aktif taşıma

Primer aktif taşıma

ATP enerjisi

Sekonder aktif taşıma

İyon gradiyenti sayesinde gerçekleşen taşıma

ATP-bağımlı iyon pompası

Aktif taşıma Sinir ve böbrek hücreleri ürettikleri ATP’nin %25’ini

Eritrositler ise %50’sini Sodyum-potasyum pompası için kullanırlar

Antiport faaliyet

Na+-K+ pompası

Ca+2 -----sitazol seviyesi

sarkoplazma retikulumunda depolanan Ca+2 kasılma sırasında sitozole pompalanır

ATP bağımlı pompalar çeşitlidir

H+- K+----paryetal hücrelerde --HCl salgılanması

Proton pompaları------ Lizozom ve endozom zarından organele H+ gönderir

pH 7

Animation of a secondary active transport mechanism: To the right is

the Na+/K+ ATPase pump which transports 3 Na+ ions out of the cell and

2 K+ ions into the cell with each ATP hydrolysis. This creates a

concentration gradient for sodium (higher concentration outside the cell

than inside) which drives the secondary transport of a glucose (an

example of a symporter on the left) in conjunction with the movement of

Na+ ions along its concentration gradient.

Sekonder transport Na+ ‘nın elektrokimyasal gradyanı

boyunca hareketi

farklı bir molekülün gradyanına ters yöndeki hareketi ile eşleştirilir

Diyetten gelen glukoz ve amino asitlerin barsak lümeninde epitel hücrelerin apikal yüzden emilimi,

Bazolateral zardan kana taşınması .

Büyük moleküllerin hücre zarında taşınması

I-Endositoz

fagositoz pinositoz Reseptör aracılı endositoz

Teşekkürler