§ 14. Транспорт речовин крізь клітинну мембрану

• До змісту відповідей

ПОМІРКУЙТЕ Й ОБГОВОРІТЬ СИТУАЦІЮ

Як працюють креми для обличчя? Які їхні компоненти всмоктуються, а які — ні? Як це відбувається на тканинному та клітинному рівнях?

Жиророзчинні сполуки й дрібні неполярні молекули (вітаміни A, E, легкі олії) легко долають роговий шар шкіри та проникають крізь фосфоліпідний бішар мембран клітин шляхом простої дифузії. Великі полімери, як-от звичайна гіалуронова кислота чи колаген, завеликі для мембранного транспорту, тому залишаються на поверхні епідермісу й утримують вологу у вигляді захисної плівки. На тканинному рівні активні речовини поширюються крізь міжклітинний простір і протоки залоз, а на клітинному — компоненти спеціальних ліпосом або везикул зливаються з плазматичними мембранами клітин і вивільняють корисний уміст усередину.

РОБОТА В ПАРІ

1. Поясніть, яку роль відіграє екзоцитоз у передаванні нервового імпульсу.

Завдяки екзоцитозу везикули нейрона підходять до пресинаптичної мембрани, зливаються з нею та вивільняють молекули нейромедіатора в синаптичну щілину. Ці молекули швидко дифундують до рецепторів сусідньої клітини, що запускає в ній новий електричний імпульс і забезпечує передачу сигналу нервовою системою.

2. Яке значення має ендоцитоз для імунного захисту організму?

Ендоцитоз, а саме фагоцитоз, є головним способом знешкодження бактерій, вірусів та уламків загиблих клітин спеціальними лейкоцитами — фагоцитами. Мембрана клітини захоплює патоген у пухирець, після чого він зливається з лізосомою, де чужорідні агенти безпечно розщеплюються травними ферментами.

ПОДІЛІТЬСЯ СВОЇМИ ДУМКАМИ

Яке значення має ендоцитоз для імунного захисту організму?

Окрім прямого знищення бактерій фагоцитами, ендоцитоз дозволяє клітинам імунітету розпізнавати структуру патогенів і показувати їхні антигени іншим клітинам для утворення захисних антитіл. Завдяки цьому організм вчасно локалізує запалення, швидше долає інфекцію та формує набутий імунітет.

ЗАВДАННЯ

На роботу калій-натрієвого насосу клітина витрачає до 30 % своєї енергії! Чому ж калій-натрієвий насос такий важливий? Проаналізуйте табл. 4 на с. 60 і дайте відповідь на це запитання.

Дані таблиці свідчать про величезний градієнт: усередині клітини концентрація йонів Калію в десятки разів вища, ніж ззовні, а йонів Натрію — навпаки, значно більше у міжклітинній рідині. Калій-натрієвий насос постійно відновлює цю різницю проти градієнта концентрації, що створює мембранний потенціал спокою, необхідний для виникнення нервових імпульсів і скорочення м’язів. Крім того, створений градієнт натрію працює як рушій для вторинного всмоктування клітиною життєво необхідних поживних речовин (глюкози й амінокислот) і підтримує сталий водний баланс (осмотичний тиск).

РОБОТА В ГРУПІ

Розгляньте речовини. Визначте, за яким механізмом вони транспортуються крізь клітинні мембрани. Поясніть вашу відповідь.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Які процеси зображені на кожному з малюнків? Чим вони принципово різняться?

На малюнку А зображено транспорт речовин за допомогою мембранних білків (білків-каналів та переносників), а на малюнку Б — просту дифузію молекул безпосередньо крізь фосфоліпідний бішар.

Принципова різниця полягає в тому, що на малюнку А перенесення є вибірковим і здійснюється білками для великих або заряджених часток, тоді як на малюнку Б дрібні неполярні молекули та вода вільно проходять крізь ліпіди без участі білків і без витрат енергії.

2. Прочитайте й перекладіть текст:
«Liposomes are used in modern cosmetics to help useful substances go deeper into the skin. They are made of phospholipids, like cell membranes. Because of this, liposomes can easily merge with skin cells. They deliver vitamins, hyaluronic acid, and antioxidants. It helps to moisturize the skin, slow down aging, and improves how the skin looks and feels.»
Пригадайте, що таке ліпосоми (див. параграф 4, мал. 4.3). Виконайте завдання:

Переклад тексту:
«Ліпосоми використовуються в сучасній косметиці, щоб допомогти корисним речовинам проникати глибше в шкіру. Вони зроблені з фосфоліпідів, як і клітинні мембрани. Завдяки цьому ліпосоми можуть легко зливатися з клітинами шкіри. Вони доставляють вітаміни, гіалуронову кислоту та антиоксиданти. Це допомагає зволожувати шкіру, сповільнювати старіння та покращує те, як шкіра виглядає і відчувається на дотик.»

А) Чим ліпосома відрізняється від звичайної краплі води або олії?

Ліпосома має замкнену оболонку з подвійного шару фосфоліпідів і водне ядро всередині. Крапля олії складається лише з жирів без внутрішньої водної порожнини, а крапля води взагалі не має ліпідної оболонки.

Б) Чому шкіра краще вбирає креми з ліпосомами?

Оболонка ліпосом побудована з тих самих фосфоліпідів, що й мембрани клітин шкіри, тому вони легко зливаються з клітинами та доправляють корисні компоненти вглиб тканин.

В) Поміркуйте, що ще можна доправляти в клітини за допомогою ліпосом.

За допомогою ліпосом можна доправляти ліки (зокрема антибіотики або протипухлинні препарати), вакцини (наприклад, мРНК) та ділянки ДНК під час генної терапії.

Г) Уявіть, що ви працюєте у сфері маркетингу. Придумайте короткий рекламний слоган для крему з ліпосомами, який пояснює, чому він такий ефективний.

Краса на клітинному рівні: ліпосоми доставляють молодість точно в ціль!