Μεταξύ των ιδιοτήτων της πλασματικής μεμβράνης, η επιλεκτική διαπερατότητά της είναι μία από τις κύριες. Χάρη σε αυτό, σχηματίζεται η διαίρεση των υγρών μέσων ενός πολυκύτταρου οργανισμού σε διαμερίσματα, σε καθένα από τα οποία σχηματίζεται η δική του σύνθεση ηλεκτρολυτών και οργανικών ουσιών. Οποιοδήποτε οργανίδιο ή κύτταρο πλαισιώνεται από μια πλασματική μεμβράνη διαχωρίζει αυστηρά το περιβάλλον του σώματος και ρυθμίζει τη μεταφορά ουσιών προς δύο κατευθύνσεις.
Ορισμός και χαρακτηριστικά
Η εκλεκτική διαπερατότητα είναι μια μοναδική ιδιότητα της φωσφολιπιδικής διπλής στιβάδας της μεμβράνης με κανάλια ιόντων ενσωματωμένα στο πάχος της. Αυτή η ποιότητα είναι χαρακτηριστική για οποιοδήποτε κύτταρο, καθώς και για τα οργανίδια της μεμβράνης: λυσοσώματα, μιτοχόνδρια, πυρήνα, σύμπλεγμα Golgi, δίκτυο. Η επιλεκτικότητα της μεμβράνης βασίζεται στη δομή της, η οποία περιλαμβάνει υδρόφοβες περιοχές φωσφολιπιδίων.
Μετά την εκπαίδευσηΦομφολιπιδική διπλοστιβάδα με υδρόφοβες περιοχές η μία απέναντι από την άλλη, η διαπερατότητα του νερού μέσω του πλάσματος είναι περιορισμένη. Μπορεί να εισέλθει μέσα και έξω από το κύτταρο μόνο μέσω διαμεμβρανικών καναλιών, η μεταφορά μέσω των οποίων πραγματοποιείται σύμφωνα με τους νόμους της όσμωσης με διάχυση. Η επιλεκτική διαπερατότητα για τα μόρια του νερού ρυθμίζεται από την οσμωτική πίεση. Σε περίπτωση αύξησης της συγκέντρωσης των αλάτων μέσα στο κύτταρο, το νερό διεισδύει μέσω των καναλιών στο κυτταρόπλασμα και σε περίπτωση αύξησης της εξωκυττάριας οσμωτικής πίεσης, εισέρχεται ορμητικά στον μεσοκυττάριο χώρο.
Μεταφορές
Η κυτταρική μεμβράνη χωρίζει δύο διαμερίσματα - τον μεσοκυττάριο χώρο με το κυτταρόπλασμα (ή την κοιλότητα του οργανιδίου και το κυτταρόπλασμα). Και μεταξύ κάθε διαμερίσματος πρέπει να υπάρχει συνεχής ανταλλαγή ουσιών. Το πλάσμα χαρακτηρίζεται από ενεργητική και παθητική μεταφορά.
Η Active προχωρά με κόστος ενέργειας και σας επιτρέπει να μεταφέρετε ουσίες από μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης σε μια μεγαλύτερη. Η παθητική μεταφορά είναι η ελεύθερη διείσδυση λιπόφιλων ουσιών στο κύτταρο μέσω του πλάσματος, καθώς και η μεταφορά ιόντων μέσω ειδικών καναλιών από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε ιόντα ίδιου τύπου.
Διαμεμβρανικοί υποδοχείς
Η επιλεκτική διαπερατότητα της μεμβράνης για ιόντα ρυθμίζεται από εξειδικευμένους διαύλους ιόντων που είναι ενσωματωμένοι στο πλάσμα. Για κάθε ιόν, είναι διαφορετικά και ρυθμίζουν τη γρήγορη ενεργητική μεταφορά ή την παθητική αργή μεταφορά ενυδατωμένων ιόντων. Κανάλια ιόντων για κάλιο πάνταανοιχτό και η ανταλλαγή καλίου πραγματοποιείται ανάλογα με το δυναμικό της μεμβράνης.
Το νάτριο χαρακτηρίζεται από την παρουσία τόσο αργών όσο και γρήγορων καναλιών. Τα αργά λειτουργούν με παρόμοια αρχή με αυτά του καλίου και η λειτουργία των γρήγορων καναλιών είναι ένα παράδειγμα ενεργητικής μεταφοράς που συμβαίνει με το ενεργειακό κόστος. Πραγματοποιείται στην περίπτωση δημιουργίας δυναμικού δράσης, όταν παρέχεται υψηλής έντασης ενδοκυτταρική εισροή ιόντων νατρίου με βραχυπρόθεσμη ενεργοποίηση ταχέων καναλιών, ακολουθούμενη από επαναφόρτιση μεμβράνης.
Η επιλεκτική διαπερατότητα του πλάσματος είναι σημαντική για τη μεταφορά πρωτεϊνικών μορίων, αμινοξέων, βιταμινών και σημαντικών συμπαραγόντων των κυτταρικών ενζυμικών συστημάτων. Αυτά τα μόρια είναι πολικά και υδρόφιλα, και επομένως δεν μπορούν να διεισδύσουν στην υδρόφοβη διπλή στιβάδα λιπιδίων. Για τη μεταφορά τους υπάρχουν ειδικά κανάλια στο πάχος της μεμβράνης που είναι σύνθετες γλυκοπρωτεΐνες.
Διαμεμβρανική μεταφορά
Η προσάρτηση εξειδικευμένων προσδεμάτων σε υποδοχείς ενεργοποιεί τη διέλευση μιας ουσίας στο κύτταρο. Για κάθε τύπο τέτοιων μορίων, ο δικός του ειδικός φορέας είναι ενσωματωμένος στο πάχος της μεμβράνης. Αυτός είναι ο πιο αυστηρός και πιο συγκεκριμένος τρόπος οργάνωσης της επιλεκτικής διαπερατότητας του κυττάρου - μια εγγύηση ότι καμία ουσία που δεν είναι απαραίτητη σε αυτή τη φάση της ανάπτυξής του δεν θα διεισδύσει στο κυτταρόπλασμα.
Η δομή του διαμεμβρανικού ειδικού φορέα κωδικοποιείται στο γενετικό υλικό του πυρήνα. Και η διαδικασία συναρμολόγησης ενός νέουτο κανάλι μεταφοράς ουσιών ρυθμίζεται από το ίδιο το κύτταρο. Αυτό σημαίνει ότι σε κάθε στάδιο της διαφοροποίησής του, είναι σε θέση να ξεκινήσει ή να σταματήσει τη ροή ορισμένων ουσιών στο κυτταρόπλασμά του, ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες.
Ενδοκυτταρικοί υποδοχείς
Τα κυτταρικά και μεμβρανικά οργανίδια έχουν εκλεκτική διαπερατότητα λόγω των ενδοκυτταρικών υποδοχέων. Είναι σχεδιασμένα να λαμβάνουν σήματα από λιπόφιλες ουσίες. Σε αντίθεση με τα υδρόφοβα, τέτοια μόρια μπορούν να ενσωματωθούν στη λιπιδική διπλοστοιβάδα της μεμβράνης και να κολυμπήσουν σε αυτήν για μεγάλο χρονικό διάστημα, μετά την οποία διεισδύουν στο κυτταρόπλασμα και έρχονται σε επαφή με τον ενδοκυτταρικό ή πυρηνικό υποδοχέα.
Ένα παράδειγμα είναι η διείσδυση των στεροειδών ορμονών. Περνούν ελεύθερα μέσα από το κυτταρόλημμα και, μετά από επαφή με συγκεκριμένο υποδοχέα, ενεργοποιούν ή καταστέλλουν έναν συγκεκριμένο κρίκο στις μεταβολικές αλυσίδες. Η δυνατότητα ελεύθερης διέλευσης λιπόφιλων ουσιών μέσω της πλασματικής μεμβράνης είναι επίσης ένα παράδειγμα επιλεκτικής διαπερατότητας.
Όλες οι λιπόφιλες ουσίες που μπορούν να ξεπεράσουν τη λιπιδική διπλοστιβάδα, διαλύοντας σε αυτήν, έχουν έναν ενδοκυτταρικό υποδοχέα. Τα υδρόφιλα μόρια απωθούν τις πολωμένες περιοχές της μεμβράνης και επομένως πρέπει είτε να προσκολληθούν σε έναν διαμεμβρανικό μεταφορέα είτε να προσκολληθούν στον επιφανειακό υποδοχέα μόρια της μεμβράνης για να μεταδώσουν σήματα ή να εισέλθουν στο κύτταρο.
