Всяка човешка и животинска клетка е обгърната от полупропусклива мембрана. Той предпазва вътрешността на клетката от вредни влияния отвън и е отговорен за необходимия обмен на вещества отвън навътре, както и отвътре навън. В трета функция мембраната поема комуникацията между клетките, при условие че клетката се намира в клетъчната асоциация.
Какво представлява клетъчната мембрана?
- клетъчната мембрана обгражда всяка човешка и животинска клетка и я отделя от другите клетки или от извънклетъчното пространство. Той трябва да бъде селективно пропусклив и в двете посоки, за да проникне необходимите вещества в клетката или да пренесе продуктите от разграждането извън вътрешността на клетката. Ако клетката е в клетъчна асоциация, мембраната трябва да може да образува някаква механична връзка с мембраната на съседната клетка, за да осигури необходимите сила към клетъчната асоциация. Освен това мембраната трябва да може да комуникира с прикрепените съседни клетки. Той трябва да може да предава „съобщения“ от своята клетка на съседните си клетки възможно най-бързо в един вид междуклетъчна комуникация или да получи съобщение от съседните клетки и да го предаде на собствената си клетка. За да се предотврати атаката на клетката от собствените защитни сили на организма чрез автоимунна реакция, мембраната трябва да има черти от страната, обърната към извънклетъчното пространство, която като че ли я идентифицира към имунната система като ендогенна клетка.
Анатомия и структура
- клетъчната мембрана се състои от двоен слой от липиди и достига дебелина от само 6 до 10 нанометра. Липофилните групи на двата липидни слоя са обърнати една към друга, образувайки непреодолима хидрофобна бариера за водни течности. The липиди от външния слой са частично гликолизирани и захаридите може да са се прикрепили и комбинирали с липидите, за да образуват гликолипиди. Клетъчните мембрани са разпръснати с така наречената мембрана протеини, които изпълняват най-различни задачи. Гликопротеините са прикрепени към обърнатата навън повърхност на мембраната и служат, наред с други неща, за идентифициране на клетката като ендогенна за имунната система, друг протеини (интегрални протеини) проникват в клетъчната мембрана и комуникират с извънклетъчното и вътреклетъчното пространство. Друга важна структура се формира от така наречените йонни канали, които се образуват от канал протеини и позволяват обмен на определени вещества. Конкретно за размяната с вода за преодоляване на хидрофобната бариера между двата липидни слоя на клетъчната мембрана присъстват така наречените водни канали (аквапорини), които функционират приблизително аналогично на йонните канали.
Функция и задачи
Клетъчната мембрана разграничава вътрешността на клетката от външната или от други клетки и защитава ядрото, органелите, цитоплазмата и други части, разположени в клетката. Въпреки своята полупропускливост, мембраната може да отдели водната течност вътре в клетката от водната течност извън клетката - дори при различни осмотични налягания. Друга функция и задача е селективният обмен на вещества между вътрешността на клетката и извънклетъчното пространство. За тази цел клетъчната мембрана има три различни възможности:
- Първият вариант е да се използва осмотичен градиент.
- Втората възможност е да се използват йон и вода канали, които са се образували в клетъчната мембрана. Чрез различни видове канали йони могат да се транспортират по електрически градиент на напрежението.
- Съществува обаче и възможност за т. Нар. Транспортни протеинови йони при енергийни разходи спрямо градиента на електрическото напрежение или електрически неутрален молекули да мине през.
Маса транспортът по йонни канали работи в двете посоки. За обмен с макромолекули, които не могат да бъдат транспортирани нито чрез осмоза, нито чрез йонни канали, клетъчната мембрана може да образува издатини, които могат да обгърнат макромолекулите и след това да ги транспортират през клетъчната мембрана до вътрешността на клетката. За клетки, които не са директно свързани нерви, комуникацията помежду си е важна. За това са отговорни специални протеини, които са закотвени в клетъчната мембрана и са свързани както с вътреклетъчното, така и с извънклетъчното пространство (трансмембранни протеини), така че информацията може да се обменя в двете посоки. Обменът на информация в по-широк смисъл включва и факта, че клетъчната мембрана сигнализира на имунната система чрез докирани периферни протеини, че това е ендогенна клетка, която не трябва да бъде атакувана.
Болести и разстройства
Редовното функциониране на двете основни функции на обмен на вещества и проводимост на сигнала на клетъчната мембрана формира предпоставката за появата на висш живот. Ефектите могат да бъдат съответно сериозни, ако се наруши само една основна функция на клетъчната мембрана. Автоимунни заболявания, които се задействат от заблудена имунна система, могат да бъдат причинно свързани с неизправност на клетъчните мембрани на засегнатата тъкан. В случай на дефект в докираните мембранни протеини, имунната система може да класифицира клетките не като собствена тъкан на пациента, а като чужда тъкан и да инициира съответни атаки. Аутоимунното заболяване антифосфолипиден синдром (APS) води до променен състав на клетъчните мембрани на червено кръв клетки (еритроцити), тъй като имунната система води до разрушаване на мембранните протеини, свързани с фофолипидите. Това силно насърчава коагулацията, което води до повишена честота на тромбоза, удар, миокарден инфаркт и белодробен емболия. Нарушената междуклетъчна комуникация също може олово до сериозни последици. Например, ако трансмембранните протеини предават „команда за смърт“ на съседни рак клетки, предизвикващи спонтанната им клетъчна смърт (апоптоза), не се поемат от раковата клетка поради нарушаване на комуникационния механизъм, това означава, че туморните клетки могат да се развиват безпрепятствено. Амилоидни отлагания в мозъка на Алцхаймер пациентите са най-вероятно причинени от определен мембранен протеин, който се разгражда от ензима бета-секретаза и по този начин става физиологично неефективен. Това означава, че заболяването се причинява от неизправност в клетъчната мембрана.
