72
Chương 3
SỰ TRAO ĐỔI VẬT CHẤT GIỮA TẾ
BÀO VÀ MÔI TRƯỜNG
Màng tế bào đóng vai trò vận chuyển vật chất ra vào tế bào, tiếp nhận và truyền
đạt thông tin từ ngoài vào, duy trì một môi trường riêng cho tế bào so với môi trường.
Màng bào quan thì duy trì một môi trường riêng cho bào quan so với bào tương. Sự vận
chuyển qua màng tế bào được chia làm hai loại lớn: VẬN CHUYỂN VÀ ẨM THỰC
BÀO

1. Vận chuyển thấm
Bao gồm vận chuyển thụ động, vận chuyển có trung gian và vận chuyển chủ động.
1.1 Vận chuyển thụ động - còn gọi là khuếch tán đơn thuần
Một số vật chất có phân tử nhỏ hòa tan trong nước, hòa vào lớp lipit kép của
màng, đi qua nó rồi hòa với dung dịch nước ở phía bên kia màng. Quá trình này có rất ít
sự đặc hiệu. Ví dụ về loại chất này là ethanol. Một số khí như oxy và CO2 cũng khuếch
tán đơn thuần.
1.1.1 Đặc điểm của vận chuyển thụ động
- Chất vận chuyển không bị biến đổi hóa học
- Chất ấy không kết hợp với một số chất khác
- Vận chuyển không cần năng lượng
- Phụ thuộc vào gradient nồng độ hay điện thế (bên cao chuyển sang bên thấp)
- Vận chuyển là hai chiều, cân bằng giữa trong và ngoài tế bào
1.1.2 Điều kiện ảnh hưởng đến sự khuếch tán
- Độ lớn của chất (càng lớn qua càng chậm)

73
- Độ hòa tan các chất trong lipit (càng dễ hòa tan, càng dễ qua như alcol,
aldehyt, glycerol, các thuốc gây mê, ...)
- Gradient nồng độ :

Vận tải viên là một protein xuyên màng gọi là permease (chiếm 2% tổng protein
màng hồng cầu). Gọi cả chữ là glucose- permease. Glucose chính xác là D-glucose (vì
các đường đơn của sinh vật đều là quay phải “D” trừ một vài ngoại lệ, đường L-glucose
không vào được) liên kết tạm thời với permease, permease biến dạng và đẩy glucose
vào hồng cầu. Năng lượng dùng cho vận chuyển không phải là của tế bào mà là từ
gradient hóa học của glucose. Sự vận chuyển glucose là hai chiều nhưng vì khi glucose
vào đến bào tương là photphoryl hóa để chuyển ngay thành glucose 6-photphat nên
không ra được, một số ít phân tử glucose còn lại tạo nên một môi trường nội bào nhược
trương về glucose để thu hút thêm glucose vào tiếp. (Một số anion như Cl
-
và HCO3
-

cũng được vận chuyển có trung gian)
Permease còn đưa cả một số đường đơn quay phải “D” khác không phải là
glucose, tần suất có thấp hơn so với tần suất đưa glucose, vì thế mà permease mang cái
tên chung hơn : D-hexose permease.
- Vận chuyển một số anion qua màng:
Các ion Cl
-
và HCO
3
-
cũng vào màng hồng cầu nhờ vận tải viên protein tên là
Band
3
, 1 protein xuyên màng có nhiều chức năng trong đó có việc vận chuyển Cl
-
và
HCO

Na
+
: vận tải viên tên là K
+
Na
+
ATPaza.
Hồng cầu cũng như hầu hết tế bào động vật có yêu cầu K
+
cao và Na
+
thấp hơn
so với môi trường cho nên thường xuyên có sự bơm Na
+
ra và K
+
vào.
Nồng độ Na
+
nội bào thấp hơn nhiều so với ngoại bào, còn K
+
nội bào cao hơn
ngoại bào (10-20 lần). Sự chênh lệch này được duy trì thường xuyên bởi phức hợp
protein gọi là bơm Na
+
/K
+
- ATPaza nằm trên màng bào tương. Ðây là protein xuyên
màng có tâm gắn K
+

++
ATPaza cần Mg
++
để hoạt động.
- Ví dụ thứ ba là cái bơm protein (H
+
): tên nó là hệ thống vận chuyển proton
phụ thuộc ATP. Gặp ở màng tiêu thể phụ trách việc duy trì độ pH axit của tiêu thể bằng
cách bơm H
+
vào tiêu thể. Gặp màng thylacoit của lục lạp phụ trách tạo một gradient
điện hóa giữa hai phía của màng thylacoit do sự chênh lệch lớn về ion H
+
.
Ðây là protein tải vận chuyển tích cực H
+
qua màng kèm theo thủy phân ATP.
Bơm H
+
tham gia vào việc duy trì môi trường acid trong các tiêu thể nhờ vận chuyển

76
liên tục H
+
từ dịch bào tương qua màng tiêu thể. Nó cũng có mặt trên màng bào tương
và vận chuyển H
+
từ bào tương ra khoang gian bào, nhờ vậy, dù tế bào trong khi trao
đổi chất luôn sinh ra acid (CO
2

chuyển một chất khác ngược chiều gradient của chất đó. Chẳng hạn glucose từ khoang
ruột được hấp thu vào tế bào nhờ cơ chế đồng vận với Na
+
, trong đó cả Na
+
và glucose
được vận chuyển từ ngoài vào trong qua một protein tải.
Trường hợp tế bào cơ tim vận chuyển Ca
++
ngược chiều gradient từ bào tương ra
gian bào và vào lưới nội cơ tương dựa trên đối vận với Na
+
chạy xuôi chiều gradient:
Ca
++
và Na
+
chạy ngược chiều nhau qua cùng một protein tải nằm trên màng bào tương
hoặc màng lưới nội cơ tương.
- Tổn thương tế bào do rối loạn vận chuyển tích cực:
Tế bào sống luôn vận chuyển tích cực để duy trì các gradient nồng độ qua màng.
Trong điều kiện thiếu năng lượng, chẳng hạn thiếu oxy, ty thể không sản xuất đầy đủ
ATP, bơm ATPaza ngưng hoạt động dẫn đến tổn thương và chết tế bào:
- Bơm Na
+
/K
+
ngưng hoạt động, Na
+
xuôi chiều gradient lọt vào tế bào, điện tích