Bài 11. Vận chuyển các chất qua màng sinh chất

Tế bào thường xuyên trao đổi chất với môi trường. Màng sinh chất có chức năng kiểm soát sự vận chuyển các chất và trao đổi thông tin giữa tế bào và môi trường. Sự vận chuyển các chất qua màng sinh chất (ra và vào) được thực hiện theo 3 phương thức: thụ động, chủ động (tích cực), xuất nhập bào.

I. VẬN CHUYỂN THỤ ĐỘNG

- Là phương thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp mà không tiêu tốn năng lượng.

- Sự vận chuyển thụ động tuân theo cơ chế: khuếch tán (theo sự chênh lệch gradient nồng độ)

+ Sự vận chuyển chất tan gọi là sự khuếch tán.

+ Sự vận chuyển nước gọi là sự thẩm thấu.

- Điều kiện: Có sự chênh lệch nồng độ giữa 2 bên màng tế bào và đặc tính lí, hóa của các phân tử.

- Phương thức vận chuyển:

+ Khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit: các chất không phân cực, có kích thước nhỏ như: CO2, O2,...

+ Khuếch tan qua kênh prôtêin xuyên màng: các chất phân cực, có kích thước lớn như: glucôzơ,…

+ H2O được thẩm thấu nhờ kênh prôtêin đặc biệt là aquaporin.

- Dựa vào nồng độ chất tan trong môi trường Chia môi trường thành 3 loại:

+ Môi trường ưu trương: [chất tan]ngoài tế bào > [chất tan]trong tế bào

+ Môi trường nhược trương: [chất tan]ngoài tế bào < [chất tan]trong tế bào

+ Môi trường đẳng trương: [chất tan]ngoài tế bào = [chất tan]trong tế bào

II. VẬN CHUYỂN CHỦ ĐỘNG

- Là phương thức vận chuyển các chất qua màng từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao (đi ngược gradient nồng độ) và tiêu tốn năng lượng.

- Vận chuyển chủ động cần có các loại ‘máy bơm’ đặc chủng cho từng loại chất cần vận chuyển. Tế bào hấp thụ nhiều phần tử ngược chiều gradient nồng độ như : đường, axit amin, một số ion như Na+, K+, Ca2+, Cl-, HPO42- để bổ sung cho kho dự trữ nội bào. Tế bào cũng có thể loại bỏ một số phần tử không cần thiết ngược chiều gradient nồng độ.

- Vận chuyển chủ động tham gia vào nhiều hoạt động chuyển hóa như hấp thụ và tiêu hóa thức ăn, bài tiết và dẫn truyền xung thần kinh.

- Ví dụ :

+ Ở một loài tảo biển, nồng độ iôt trong tế bào tảo cao gấp 100 lần nồng độ iôt trong nước biển, nhưng iot vẫn được vận chuyển từ nước biển qua màng sinh chất vào trong tế bào tảo.

+ Tại ống thận, nồng độ glucôzơ trong nước tiểu thấp hơn trong máu nhưng glucôzơ trong nước tiểu vẫn được thu hồi về máu.

III. NHẬP BÀO VÀ XUẤT BÀO

Đối với các phân tử lớn không lọt qua các lỗ màng được thì tế bào sử dụng hình thức xuất nhập bào để vận chuyển chúng ra hoặc vào tế bào. Trong quá trình này dòi hỏi phải có sự biến đổi cảu màng sinh chất và tiêu tốn năng lượng.

- Nhập bào:

+ Các phần tử rắn hay lỏng khi tiếp xúc với màng thì màng sẽ biến đổi kiểu lõm vào, bao bọc lấy ‘đối tượng” sau đó “nuốt hẳn đối tượng” vào trong.

+ Các kiểu nhập bào: với các phần tử rắn (ví dụ vi khuẩn) thì gọi là sự thực bào, đối với các phần tử lỏng (ví dụ giọt thức ăn) thì gọi là sự ẩm bào.

+ Các phần tử được bao bọc trong màng sau đó sẽ được tiêu hóa trong lizôxôm.

- Xuất bào:

+ Xuất bào là sự vận chuyển các chất ra khỏi tế bào cách ngược lại với nhập bào.