а мне вот интересно, только я не понимаю почти ничего?((( столько радостных и довольных комментариев, но впечатление, что читали только те, кто уже это знал и решил вспомнить молодость. Что за осмотическое давление?(хотя я вроде приблизительно понял) что за странная химическая формула? (это фосфопилопид? там где СН2 это хвостики, а после странного креста с условными обозначениями химических связей началась головка?) как белки перекачивают эти ионы? что за молекулы АТФ? в каком виде выделяется эта загадочная энергия? (светящийся шарик как в анимешках или просто разлетается все к чертям как при взрыве бомбы?) так все сложно((( сорри за скучный комментарий просто хотелось узнать я один такой?
О, вопросы от человека, который не получал естественно-научное образование, ура :). Они очень ценны! Спасибо!
Осмотическое давление можно на пальцах объяснить так. У вас есть стакан, разделённый вертикально плёнкой, через которую может проходить вода, но не могут проходить другие молекулы. В одной половинке стакана концентрированный раствор, в другой — не очень. Система в стакане стремится к равновесию, поэтому вода будет переходить из неконцентрированной половинки в концентрированную, чтобы разбавить её, и сделать концентрацию молекул одинаковой. Картинка: http://images.myshared.ru/4/165133/slide_18.jpg .
В случае нейронов всё шиворот-навыворот: через мембрану не может проходить вода, зато могут проходить молекулы. Система по-прежнему стремится к равновесию, поэтому молекулы будут стремиться оттуда, где их концентрация больше, туда, где их концентрация меньше. Раз вода не может разбавить более насыщенный раствор, то приходится молекулам идти в менее насыщенный раствор.
Странная химическая формула — фосфолипид, да. Картинка: http://svetlanasvalova.com/wp-content/uploads/2013/03/letsit... . Там, где СН2 — это хвосты, которые по строению похожи на парафин, вы совершенно правы, а после странного креста (это просто более подробное отображение химических связей, намётанный глаз должен увидеть здесь 3D, но хрен с ним) начинается головка, тут вы тоже совершенно правы.
Про перекачку ионов. Ну, с каналами просто, вроде — ионы просто проходят сквозь трубочку в белке. А калий-натриевый насос выглядит так: http://www.licey.net/bio/img/biology/pict_6_3.png . Не то как ножницы, не то как буква икс с шарниром посередине. То есть, когда его полость обращена внутрь клетки, с ним связываются три иона натрия, потом происходит взаимодействие с АТФ, из-за чего на насос навешивается фосфатная группа плюс выделяется энергия, и каналу придаётся «импульс» «щёлкнуть ножницами», обратив свою полость наружу. Там ионы натрия отделяются и уплывают, прикрепляются ионы калия, фосфатная группа отделяется (автоматически, по прошествии времени), белок теряет способность быть обращённым наружу, и пассивно поворачивается обратно. Калий уплывает, белок готов к новому циклу.
АТФ выглядит вот так: http://school.xvatit.com/images/thumb/9/93/10-11_14_2_1.jpg/... . Нас интересуют зелёные кружочки, это те самые фосфатные группы, про которые я говорила в предыдущем абзаце. Если отделить от молекулы самую внешнюю фосфатную группу, выделится примерно 40 кДж/моль энергии.
Тут надо сделать лирическое отступление. Химические связи бывают разные: для того, чтобы разорвать одни, надо приложить очень много усилий, а для разрыва других требуется совсем чуть-чуть. В этом случае говорят о том, насколько устойчиво конкретное соединение: ведь если его хрен разберёшь на запчасти, то оно очень устойчиво, а если дунешь, и оно распадётся, то оно очень неустойчиво. Однако есть такие химические связи, при разрыве которых выделяется больше энергии, чем было затрачено на их разрыв. То есть, условно, вы потратили 5 кДж/моль, чтобы разорвать эту связь, а выделилось 25 кДж/моль. И у вас есть 20 кДж/моль прибыли, которую вы можете использовать, чтобы придать силы каким-либо энергозатратным процессам. А закачивать ионы против градиента концентрации — вполне энергозатратный процесс, это как впихивать людей в переполненный вагон метро с полупустой платформы.
АТФ — в некотором роде универсальная молекула. Её легко синтезировать, она маленькая и вполне устойчивая (то есть не разорвётся от одного чиха), и при отрыве от неё первого фосфата получается приличное количество энергии, которого хватает на обеспечение работы почти всех белков. В процессе клеточного дыхания (для которого нужен кислород, который мы получаем с помощью лёгочного дыхания) одна молекула глюкозы разлагается до углекислого газа и воды с образованием 38 молекул АТФ. Это происходит во всех клетках организма, так что можно сказать, что без АТФ мы никуда.
В каком именно виде выделяется энергия при разрыве объяснить (или даже представить) достаточно сложно. Обычно это теплота. Собственно, костёр нас греет из-за того, что в процессе окисления целлюлозы кислородом разрываются химические связи, и из них выделяется энергия в виде тепла. Процессы окисления в клетке идут несколько более медленно, чем в костре, поэтому энергия там выделяется не так активно, и её можно успевать употребить по назначению — на кратковременное изменение свойств некоторых белков, или на образование новых химических связей, которые без этой энергии не получалось сделать. Но в теплоту тоже чуть-чуть уходит.
Надеюсь, теперь стало менее сложно! И комментарий ни разу не скучный, спасибо вам за него.
Не терзайтесь! Мне это очень полезно, потому что позволяет убивать сразу двух зайцев: во-первых, я учусь рассказывать сложные вещи простыми словами; во-вторых, мне становится понятен уровень «простоты», до которого необходимо уметь дотягиваться, чтобы было понятно совсем всем, а не только людям с естественно-научным образованием в прошлом.
