Kiekvieną žmogaus ir gyvūno ląstelę gaubia pusiau laidi membrana. Jis apsaugo ląstelės vidų nuo žalingo išorės poveikio ir yra atsakingas už būtiną medžiagų mainus iš išorės į vidų, taip pat iš vidaus į išorę. Atliekant trečią funkciją, membrana perima ryšį tarp ląstelių, jei ląstelė yra ląstelių asociacijoje.
Kas yra ląstelių membrana?
Šios ląstelės membrana supa kiekvieną žmogaus ir gyvūno ląstelę ir atskiria ją nuo kitų ląstelių arba nuo tarpląstelinės erdvės. Jis turi būti selektyviai laidus abiem kryptimis, kad į ląstelę patektų reikalingos medžiagos arba iš ląstelės vidų išsiskirtų skilimo produktai. Jei ląstelė yra ląstelių asociacijoje, membrana turi sugebėti užmegzti tam tikrą mechaninį ryšį su gretimos ląstelės membrana, kad užtikrintų reikiamą stiprumas į ląstelių asociaciją. Be to, membrana turi sugebėti bendrauti su prijungtomis kaimyninėmis ląstelėmis. Ji turi sugebėti kuo greičiau perduoti „pranešimus“ iš savo ląstelės į savo kaimynines ląsteles, tarps tarpląstelinio ryšio būdu, arba priimti pranešimą iš kaimyninių ląstelių ir perduoti ją savo ląstelei. Kad ląstelė nebūtų užpulta organizmo gynybinės jėgos per autoimuninę reakciją, membrana turi turėti savybių šone, nukreiptoje į tarpląstelinę erdvę, kurios tarytum ją identifikuoja imuninė sistema kaip endogeninė ląstelė.
Anatomija ir struktūra
Šios ląstelės membrana yra sudarytas iš dvigubo sluoksnio lipidai ir pasiekia tik 6–10 nanometrų storį. Dviejų lipidų sluoksnių lipofilinės grupės susiduria viena su kita, sudarydamos neįveikiamą vandeninių skysčių hidrofobinį barjerą. The lipidai išorinio sluoksnio yra iš dalies glikolizuoti, o sacharidai gali būti prijungti ir sujungti su lipidais, kad susidarytų glikolipidai. Ląstelių membranos įsiterpia į vadinamąją membraną baltymai, atliekantys įvairias užduotis. Glikoproteinai yra pritvirtinti prie išorinio membranos paviršiaus ir, be kita ko, padeda identifikuoti ląstelę kaip endogeninę imuninė sistema. Kita baltymai (integralūs baltymai) prasiskverbia į ląstelės membrana ir bendrauti su tarpląsteline ir tarpląsteline erdve. Dar vieną svarbią struktūrą sudaro vadinamieji jonų kanalai, kurie susidaro kanalu baltymai ir sudaryti sąlygas keistis tam tikromis medžiagomis. Specialiai mainams su vanduo norint įveikti hidrofobinį barjerą tarp dviejų ląstelės membranos lipidų sluoksnių, yra vadinamųjų vandens kanalų (akvaporinų), kurie veikia maždaug analogiškai jonų kanalams.
Funkcija ir užduotys
Ląstelės membrana riboja ląstelės vidų iš išorės arba nuo kitų ląstelių ir apsaugo branduolį, organelius, citoplazmą ir kitas ląstelėje esančias dalis. Nepaisant pusiau pralaidumo, membrana gali atskirti vandeninį skystį ląstelės viduje nuo vandeninio skysčio už ląstelės ribų - net esant skirtingam osmosiniam slėgiui. Kita funkcija ir užduotis yra selektyvus medžiagų mainai tarp ląstelės vidaus ir tarpląstelinės erdvės. Ląstelės membrana turi tris skirtingas galimybes šiam tikslui:
- Pirmasis variantas yra naudoti osmosinį gradientą.
- Antroji galimybė yra naudoti joną ir vanduo kanalai, susiformavę ląstelės membranoje. Per įvairaus tipo kanalus jonai gali būti gabenami palei elektros įtampos gradientą.
- Tačiau taip pat yra galimybė vadinamiesiems transporto baltymų jonams išeikvoti energiją, palyginti su elektros įtampos gradientu arba elektriniu požiūriu neutraliu molekulės praeiti pro.
Masė transportas jonų kanalais veikia abiem kryptimis. Norėdami keistis su makromolekulėmis, kurių negalima pernešti nei osmoso, nei jonų kanalais, ląstelės membrana gali suformuoti iškyšas, kurios gali apgauti makromolekules, o tada per ląstelės membraną jas pernešti į ląstelės vidų. Ląstelėms, kurios nėra tiesiogiai sujungtos nervaisvarbu bendrauti tarpusavyje. Už tai yra atsakingi specialūs baltymai, kurie yra įtvirtinti ląstelės membranoje ir yra prijungti tiek į tarpląstelinę, tiek su tarpląstelinę erdvę (transmembraniniai baltymai), kad informacija būtų galima keistis abiem kryptimis. Keitimasis informacija plačiąja prasme apima ir tai, kad ląstelės membrana signalizuoja imuninė sistema periferinių baltymų pagalba negalima užpulti endogeninės ląstelės.
Ligos ir sutrikimai
Reguliarus dviejų pagrindinių medžiagų mainų ir ląstelės membranos laidumo funkcijų veikimas sudarė prielaidą aukštesnio gyvenimo atsiradimui. Poveikis gali būti atitinkamai rimtas, jei sutrinka tik viena pagrindinė ląstelės membranos funkcija. Autoimuninės ligos, kuriuos sukelia klaidinga imuninė sistema, gali būti priežastiniu ryšiu susiję su pažeisto audinio ląstelių membranų sutrikimu. Esant doko membranos baltymų defektams, imuninė sistema gali klasifikuoti ląsteles ne kaip paties paciento, bet kaip svetimą audinį ir inicijuoti atitinkamas atakas. Autoimuninės ligos antifosfolipidinis sindromas (APS) lemia pakitusią raudonų ląstelių membranų sudėtį. kraujas langeliai (eritrocitai), nes imuninė sistema sunaikina membranos baltymus, susijusius su fosfolipidais. Tai labai skatina krešėjimą, dėl kurio padidėja trombozė, insultas, miokardo infarktas ir plaučių embolija. Sutrikusi tarpląstelinė komunikacija taip pat gali vadovauti iki rimtų pasekmių. Pavyzdžiui, jei transmembraniniai baltymai, perduokite „mirties komandą“ kaimynams Vėžys ląstelių, sukeliančių savaiminę ląstelių mirtį (apoptozę), vėžinė ląstelė nepaima dėl sutrikusio ryšio mechanizmo, tai reiškia, kad naviko ląstelės gali netrukdomai vystytis. Amiloido nuosėdos Alzheimerio liga pacientus greičiausiai sukelia tam tikras membranos baltymas, kurį skaido fermentas beta-sekretazė ir todėl jis tampa fiziologiškai neveiksmingas. Tai reiškia, kad ligą sukelia ląstelės membranos sutrikimas.
