Membranos pralaidumas apibūdina molekulės per ląstelių membranas. Visos ląstelės yra atskiriamos nuo tarpląstelinės erdvės biomembranomis ir jose vienu metu yra ląstelių organelės, kurias pačios supa membranos. Kad sklandžiai vyktų biocheminės reakcijos, būtina membranų pralaidumas.
Kas yra membranos pralaidumas?
Membranos pralaidumas apibūdina molekulės per ląstelių membranas. Membranos pralaidumas apibrėžiamas kaip biomembranų pralaidumas skysčiams ir ištirpusioms medžiagoms. Tačiau ląstelių membranos nėra laidžios visoms medžiagoms. Todėl jie taip pat vadinami puslaidžiomis membranomis (pusiau laidžios membranos). Biomembranos susideda iš dviejų fosfolipidinių sluoksnių, kurie yra laidūs dujoms, tokioms kaip deguonis or anglis dioksidas, taip pat lipiduose tirpios nepolinės medžiagos. Šios medžiagos gali praeiti pro membranas įprastos difuzijos būdu. Poliarinė ir hidrofilinė molekulės neleidžiama praeiti. Jie gali būti gabenami per membraną tik pasyviais arba aktyviais transportavimo procesais. Membranos apsaugo viduląstelinę erdvę ir erdvę ląstelių organelėse. Jie užtikrina specifinių cheminių ir fizinių sąlygų palaikymą svarbioms biocheminėms reakcijoms be išorės kišimosi. Membranų pralaidumas užtikrina selektyvų gyvybiškai svarbių medžiagų pernešimą iš tarpląstelinės erdvės į ląstelę ir medžiagų apykaitos produktų išstūmimą iš ląstelės. Tas pats pasakytina ir apie atskirus ląstelių organelius.
Funkcija ir užduotis
Membranos yra būtinos gyvybiškai svarbių biocheminių reakcijų progresavimui ląstelėse ir ląstelių organeliuose. Membranos pralaidumas yra vienodai svarbus aprūpinant ląsteles svarbiomis maistinėmis medžiagomis, tokiomis kaip baltymai, angliavandenių arba riebalai. Naudingosios iškasenos, vitaminai ir kitos veikliosios medžiagos taip pat turi turėti galimybę praeiti pro membraną. Tuo pačiu metu gaminami medžiagų apykaitos produktai, kuriuos reikia šalinti iš ląstelės. Tačiau membranos yra laidžios tik lipofilinėms molekulėms ir mažoms dujų molekulėms, tokioms kaip deguonis or anglis dioksidas. Poliarinės hidrofilinės ar net didelės molekulės gali praeiti pro membraną tik per transportavimo procesus. Tam tikslui yra pasyvūs ir aktyvūs membranos transportavimo būdai. Pasyvus transportas veikia tiekiant energiją potencialo arba koncentracija gradientas. Mažesnėms lipofilinėms molekulėms ar dujų molekulėms yra įprasta difuzija. Didesnėms molekulėms įprasta difuzija nebėra įmanoma. Čia tam tikras transportas baltymai arba kanalų baltymai gali palengvinti transportą. Transportas baltymai išplėsti membraną kaip tunelis. Mažesnės polinės molekulės gali būti praleistos per šį tunelį veikiant poliarinei amino rūgštys. Tai taip pat leidžia transportuoti mažus įkrautus jonus tuneliu. Kita pasyvi transporto galimybė atsiranda dėl baltymų nešiklių, kurie yra specializuoti tam tikroms molekulėms, veikimo. Taigi, kai molekulė prieplaukoje, jie keičia savo konformaciją ir taip ją perneša per membraną. Aktyviam membranos transportavimui reikalinga energija. Atitinkama molekulė gabenama prieš a koncentracija gradientas arba elektrinis gradientas. Energijos tiekimo procesai atsiranda dėl ATP hidrolizės, susidarant krūvio gradientui elektrinio lauko pavidalu arba padidėjus entropijai sukuriant koncentracija gradientas. Medžiagoms, kurios visiškai negali prasiskverbti per membraną, yra endocitozė arba egzocitozė. Esant endocitozei, skysčio lašelis įterpiamas per įsivaizdavimas biomembranos ir pernešamos į ląstelę. Tai sukuria vadinamąją endosomą, kuri transportuoja svarbias medžiagas į citoplazmą. Egzocitozės metu atliekos, esančios citoplazmoje, yra išnešamos membranomis apgaubtomis transporto pūslelėmis.
Ligos ir sutrikimai
Membranos pralaidumo sutrikimai gali vadovauti į įvairias ligos būsenas. Pokyčiai turi įtakos įvairių jonų pralaidumui. Membranos pralaidumo sutrikimai taip pat dažnai yra širdies ir kraujagyslių ligų pasekmė. Šiuo atveju elektrolitas subalansuoti kūno gali būti pažeista. Tačiau daugelis paveldimų priežasčių taip pat sukelia membranos pralaidumo sutrikimus. Įvairūs baltymai dalyvauja montuojant membraną ir yra atsakingi už teisingą dvigubo lipidų sluoksnio funkciją. Genetiniai tam tikrų baltymų pokyčiai, be kita ko, yra atsakingi už membranos pralaidumo pokyčius. Vienas iš pavyzdžių yra liga myotonia congenita Thomsen. Ši liga yra genetiškai nustatytas raumenų funkcijos sutrikimas. Šiuo atveju a genas yra mutavęs, kad kodai chloridas kanalai raumenų skaidulos membranos. Skysčio pralaidumas chloridas sumažėja jonų. Tai lemia lengviau raumenų skaidulos depoliarizacija nei sveikiems žmonėms. Padidėja raumenų susitraukimo tendencija, kuri suvokiama kaip standumas. Pavyzdžiui, uždarą kumštį galima atidaryti tik su tam tikru vėlavimu. Taip pat akys gali būti atidarytos tik po 30 sekundžių po uždarymo, kuris vadinamas akies vokas-lag. Be to, yra autoimuninės ligos kurios yra specialiai nukreiptos prieš biomembranas. Šiame kontekste yra žinomas vadinamasis antifosfolipidinis sindromas (APS). Sergant šia liga, organizmo imuninė sistema yra nukreiptas prieš baltymus, kurie yra susiję su fosfolipidai membranos. Dėl to kraujas tampa labiau krešėja. Tikimybė širdis padidėja priepuoliai, insultai ir plaučių embolijos. Membranos pralaidumo sutrikimai nustatomi ir vadinamosiose mitochondriopatijose. Viduje konors mitochondrijos, energija gaunama deginant angliavandenių, riebalai ir baltymai. mitochondrijos yra ląstelių organeliai, kuriuos taip pat supa membrana. Šiose jėgainėse dideli laisvieji radikalai. Jei jie nėra užfiksuoti, atsiranda membranų pažeidimų. Tai labai apriboja mitochondrijos. Tačiau yra daugybė priežasčių, dėl kurių sumažėja radikalų pašalintojų veiksmingumas.
