Van de eigenschappen van het plasmamembraan is de selectieve permeabiliteit een van de belangrijkste. Dankzij dit wordt de verdeling van de vloeibare media van een meercellig organisme in compartimenten gevormd, waarin elk zijn eigen samenstelling van elektrolyten en organische stoffen wordt gevormd. Elke organel of cel omlijst door een plasmamembraan scheidt strikt de omgeving van het lichaam en reguleert het transport van stoffen in twee richtingen.
Definitie en kenmerken
Selectieve permeabiliteit is een unieke eigenschap van de fosfolipide dubbellaag van het membraan met ingebouwde ionkanalen in de dikte ervan. Deze kwaliteit is kenmerkend voor elke cel, evenals voor membraanorganellen: lysosomen, mitochondriën, kern, Golgi-complex, reticulum. De selectiviteit van het membraan is gebaseerd op zijn structuur, die hydrofobe gebieden van fosfolipiden omvat.
Na het onderwijsfompholipid dubbellaag met hydrofobe gebieden tegenover elkaar, is de permeabiliteit van water door het plasmalemma beperkt. Het kan alleen binnen en buiten de cel komen via transmembraankanalen, waardoor het transport wordt uitgevoerd volgens de wetten van osmose door diffusie. Selectieve permeabiliteit voor watermoleculen wordt geregeld door osmotische druk. In het geval van een toename van de concentratie van zouten in de cel, dringt water door de kanalen in het cytoplasma, en in het geval van een toename van de extracellulaire osmotische druk, snelt het de intercellulaire ruimte in.
Vervoer
Het celmembraan scheidt twee compartimenten - de intercellulaire ruimte met het cytoplasma (of de holte van het organel en het cytoplasma). En tussen elk compartiment moet er een constante uitwisseling van stoffen zijn. Het plasmalemma wordt gekenmerkt door actief en passief transport.
Active gaat met energiekosten om en stelt u in staat stoffen van een gebied met een lagere concentratie naar een groter gebied te transporteren. Passief transport is de vrije penetratie van lipofiele stoffen in de cel door het plasmalemma, evenals de overdracht van ionen via speciale kanalen van een gebied met hoge concentratie naar een gebied met een lager geh alte aan hetzelfde type ionen.
Transmembraanreceptoren
De selectieve permeabiliteit van het membraan voor ionen wordt gereguleerd door gespecialiseerde ionenkanalen die in het plasmalemma zijn ingebouwd. Voor elk ion zijn ze verschillend en reguleren ze snel actief transport of passief langzaam transport van gehydrateerde ionen. Ionenkanalen voor kalium altijdopen en kaliumuitwisseling wordt uitgevoerd afhankelijk van de membraanpotentiaal.
Natrium wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van zowel langzame als snelle kanalen. Langzame werken volgens hetzelfde principe als kalium, en de werking van snelle kanalen is een voorbeeld van actief transport dat optreedt met energiekosten. Het vindt plaats in het geval van het genereren van actiepotentiaal, wanneer een intracellulaire instroom van natriumionen met hoge intensiteit wordt verschaft door kortdurende activering van snelle kanalen, gevolgd door herlading van het membraan.
De selectieve permeabiliteit van het plasmalemma is belangrijk voor het transport van eiwitmoleculen, aminozuren, vitamines en belangrijke cofactoren van celenzymsystemen. Deze moleculen zijn polair en hydrofiel en kunnen daarom niet door de hydrofobe lipidedubbellaag dringen. Voor hun transport zijn er speciale kanalen in de dikte van het membraan, die complexe glycoproteïnen zijn.
Transmembraanoverdracht
Bevestiging van gespecialiseerde liganden aan receptoren activeert de doorgang van een stof in de cel. Voor elk type van dergelijke moleculen is zijn eigen specifieke drager ingebouwd in de dikte van het membraan. Dit is de meest rigoureuze en zeer specifieke manier om de selectieve permeabiliteit van de cel te organiseren - een garantie dat geen enkele stof die in deze fase van zijn ontwikkeling nodig is, in het cytoplasma zal doordringen.
De structuur van de transmembraanspecifieke drager wordt gecodeerd in het genetische materiaal van de kern. En het proces van het monteren van een nieuwehet kanaal voor het transport van stoffen wordt door de cel zelf geregeld. Dit betekent dat het in elk stadium van zijn differentiatie de stroom van bepaalde stoffen naar zijn cytoplasma kan initiëren of stoppen, afhankelijk van externe omstandigheden.
Intracellulaire receptoren
Cel- en membraanorganellen hebben selectieve permeabiliteit vanwege intracellulaire receptoren. Ze zijn ontworpen om signalen van lipofiele stoffen te ontvangen. In tegenstelling tot hydrofobe moleculen zijn dergelijke moleculen in staat om te integreren in de lipide dubbellaag van het membraan en er lange tijd in te zwemmen, waarna ze het cytoplasma binnendringen en contact maken met de intracellulaire of nucleaire receptor.
Een voorbeeld is de penetratie van steroïde hormonen. Ze passeren vrijelijk het cytolemma en activeren of onderdrukken, na contact met een specifieke receptor, een bepaalde schakel in de stofwisselingsketens. De mogelijkheid van vrije doorgang van lipofiele stoffen door het plasmamembraan is ook een voorbeeld van selectieve permeabiliteit.
Alle lipofiele stoffen die de lipidedubbellaag kunnen overwinnen en erin oplossen, hebben een intracellulaire receptor. Hydrofiele moleculen stoten gepolariseerde gebieden van het membraan af en moeten daarom ofwel hechten aan een transmembraantransporteur ofwel hechten aan de oppervlaktereceptormoleculen van het membraan om signalen door te geven of de cel binnen te gaan.
