- Máu có hai thành phần:
1. Sự hấp thụ n−ớc và các chất hoà tan (các chất có phân tử
1.2.2. Sự hấp thụ và vận chuyển chủ động các chất hoà tan
Trong nhiều tr−ờng hợp, tế bào có khả năng hấp thụ nhiều chất từ bên ngoài, có nồng độ thấp hơn nồng độ bên trong tế bào (ng−ợc gradient nồng độ). Ví dụ nh− K, P và nhiều nguyên tố vi l−ợng
- Hấp thụ chủ động là quá trình vận chuyển các ion và phân tử theo chiều ng−ợc với Gradient nồng độ và đòi hỏi phải tiêu dùng năng l−ợng (d−ới dạng ATP).
- Cơ chế: Dẫn truyền chủ động thực hiện đ−ợc là nhờ các enzym, các protein xuyên màng có chức năng nh− các kênh, bơm hoạt động tích cực với sự tham gia của năng l−ợng d−ới dạng liên kết ATP.
VD: Bơm Na – K, Bơm proton (HP
+
P
)
(1) Bơm Na – K: Đ−ợc nghiên cứu kỹ ở tế bào hồng cầụ Trên màng tế bào hồng cầu có một loại enzym gọi là NaP
+
P
/KP
+
P
-ATPase có khả năng thuỷ phân ATP thành ADP + P + Q lúc có mặt NaP + P , KP + P , MgP ++ P
. Ng−ời ta cho rằng enzym này đóng vai trò là chất mang NaP + P và KP + P
[2]. Hơn 1/3 tổng năng l−ợng của tế bào động vật (ATP) đ−ợc dùng cho bơm này để bơm chủ động NaP
+
P
ra và KP
+
P
vào, tạo cho tế bào có nồng độ KP
+P P bên trong cao và NaP + P
bên trong thấp còn ở dung dịch bao quanh tế bào thì ng−ợc lạị
Cơ chế hoạt động của bơm: Năng l−ợng do ATP cung cấp gây ra sự thay đổi cấu hình không gian của chất mang và do đó xuất hiện áp lực cao của enzym đối với NaP
+P P ở mặt ngoài và với KP + P
ở mặt trong của màng. Sau khi NaP
+P P đ−ợc chuyển ra mặt ngoài và KP + P
đ−ợc chuyển vào mặt trong, cấu hình không gian của enzym lại thay đổi làm giảm áp lực của nó với các ion cũng nh− với gốc phôtphat
Sơ đồ biểu diễn quá trình vận chuyển tích cực
(2) Kênh liên kết: Tế bào tích luỹ nhiều axitamin và đ−ờng nhờ dẫn truyền ng−ợc gradient nồng độ: Đó là nhờ liên kết bơm chủ động các phân tử này đồng thời với dẫn truyền NaP
+
P
qua kênh khuếch tán nhanh có chọn lọc: Kênh Na – K bơm chủ động NaP
+
P
và giữ nồng độ NaP
+
P
bên ngoài cao hơn bên trong tế bào, do đó ion NaP
+
P
có khuynh h−ớng khuếch tán mạnh trở lại vào trong tế bào qua kênh liên kết, đồng thời dẫn truyền
1 2
4 3
vào một phân tử đ−ờng. Gradient khuếch tán thúc đẩy NaP
+
P
đi vào rất lớn nên các phân tử đ−ờng đ−ợc kéo vào thậm chí ng−ợc gradient nồng độ đ−ờng.
(3) Bơm proton (HP
+
P
): Gồm hai kênh chuyên hoá xuyên qua màng - Kênh thứ nhất bơm HP
+
P
ra khỏi tế bào (hoặc vào bào quan), dùng năng l−ợng xuất phát từ các phân tử giàu năng l−ợng (ATP) hoặc từ quang hợp làm động lực cho dẫn truyền chủ động tạo ra gradient proton giữa hai phía màng và bào quan.
- Do màng sinh chất không thấm proton nên proton phải khuếch tán trở vào qua màng bào quan thông qua kênh thứ hai và liên kết với việc tổng hợp ATP. Sự liên kết truyền proton với tổng hợp ATP đ−ợc gọi là cơ chế hoá thẩm-vấn đề trung tâm trong hô hấp tế bào và quang hợp .