Sự vận chuyển tích cực các ion doc

Sự vận chuyển
tích cực các ion




1. Các bơm của màng (membrane
pumps)
Sự vận chuyển tích cực các ion
đóng vai trò rất quan trọng trong
việc giữ nồng độ tương ứng của các
anion và các cation, cũng như các
ion khác cần cho sự hoạt động sống
của tế bào.
Các ion còn cần thiết để thực hiện
hàng loạt các phản ứng enzyme,
cũng như để điều hòa sự trao đổi
nước giữa tế bào và môi trường
ngoại bào. Như vậy, tế bào luôn
luôn ở trạng thái áp suất thẩm thấu
cố định, mặc dầu có nhiều phân tử
lớn trong thành phần tế bào chất và
chúng đều không có khả năng đi ra
khỏi tế bào vào môi trường chung
quanh hoặc ngược lại.
Các K
+
tích lũy trong tế bào được

vận chuyển qua màng chống lại
gradien nồng độ. Người ta cho rằng
quá trình đó xảy ra nhờ cơ chế
“bơm” hoạt động với sự tiêu phí
năng lượng. Sự vận chuyển
Na
+
cũng do “bơm Na
+
”. Nói
chung, nguyên tắc vận chuyển ion
bằng “cơ chế bơm” là nguyên tắc
chung cho tất cả các ion khác nhau.
Thực ra, khái niệm “bơm ion” chưa
giải thích được cơ chế hoạt tải của
các chất qua màng có thể thực hiện
được là nhờ có năng lượng tiêu phí
để chống lại gradien điện hóa.
Người ta đã tính được rằng 10%
năng lượng của quá trình trao đổi
chất của cơ ếch ở trạng thái tĩnh bị
tiêu phí cho sự vận chuyển Na
+
và
khi có kích thích để tăng cường vận
chuyển Na
+
thì chỉ số đó đạt tới
50%.
Người ta có thể quan sát được sự

vận chuyển các ion Na
+
ở da ếch in
vivo và in vitro, các bóng đái cóc,
các tế bào tiết, trong tế bào tuyến
nước bọt, tuyến mồ hôi và đặc biệt
trong tế bào tiết của tuyến dạ dày
Sự vận chuyển tích cực các ion
cũng có vai trò quan trọng đối với
màng của các tế bào có chức năng
cảm ứng (tế bào cơ, nơron ), ở
đây điện thế hoạt động, sản sinh ra
các xung điện trực tiếp có liên quan
đến sự vận chuyển các ion
Na
+
,K
+
và Cl
-
.

Bơm natri - kali
(Click nút Play để xem sự hoạt
động của bơm ion Na
+
- K
+
)
Hệ thống vận chuyển tích cực nhờ

ATP. Mỗi phân tử ATP dùng cho
sự di chuyển của 3 ion Na
+
ra
ngoài màng và 2 ion K
+
được bơm
vào trong.
2. Sự đồng chuyển (cotransport)
Trong tế bào luôn có sự phối hợp
vận chuyển cùng một lúc 2 chất,
trong đó, quan trọng nhất là đưa
glucose vào tế bào. Nồng độ
Na
+
bên ngoài cao gấp 11 lần, tạo
thuận lợi về áp suất để một số chất
có thể đi vào bên trong, nhờ đó
chúng kéo theo glucose cùng qua
kênh để vào tế bào. Như vậy năng
lượng tự do của Na
+
được sử dụng
để khắc phục nồng độ nhỏ bất lợi
của glucose. Tốc độ vận chuyển
của Na
+
và glucose quá lớn so với
sự giải thích về chênh lệch nồng
độ. Ngoài ra, bên trong và bên

ngoài tế bào còn có thang điện hoá
học (electrochemical gradient) xuất
hiện do bên trong có nhiều ion điện
âm còn bên ngoài có nhiều ion điện
dương.

Sự đồng chuyển Na+ và glucose
Còn có một kiểu điều hoà sự đi vào
của các chất là sự hình thành các
chất phức hợp của tế bào. Ví dụ khi
glucose vào nhanh thì chúng sẽ kết
hợp với một số chất để hình thành
phức chất mới. Lúc đó nồng độ
glucose tự do sẽ giảm để khỏi cản
trở sự xâm nhập tiếp tục của
glucose.
Thảo Dương