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