Každá lidská a zvířecí buňka je obalena polopropustnou membránou. Chrání vnitřek buňky před škodlivými vlivy zvenčí a je zodpovědný za nezbytnou výměnu látek zvenčí dovnitř i zevnitř ven. Ve třetí funkci přebírá komunikace mezi buňkami membrána za předpokladu, že je buňka umístěna v asociaci buněk.
Co je to buněčná membrána?
Projekt buněčná membrána obklopuje každou lidskou a zvířecí buňku a odděluje ji od ostatních buněk nebo od extracelulárního prostoru. Musí být selektivně propustný v obou směrech, aby umožnil vstup potřebných látek do buňky nebo aby odvedl produkty rozkladu z vnitřku buňky. Pokud je buňka v buněčné asociaci, musí být membrána schopna vytvořit nějaký druh mechanické vazby s membránou sousední buňky, aby poskytla potřebné pevnost k asociaci buněk. Kromě toho musí být membrána schopna komunikovat s připojenými sousedními buňkami. Musí být schopen co nejrychleji předávat „zprávy“ ze své buňky sousedním buňkám v jakési mezibuněčné komunikaci, nebo přijímat zprávy ze sousedních buněk a předávat je do své vlastní buňky. Aby se zabránilo tomu, že buňka bude napadena vlastní obranou těla pomocí autoimunitní reakce, musí mít membrána na straně přivrácené k extracelulárnímu prostoru vlastnosti, které ji, jako by ji, identifikovaly imunitní systém jako endogenní buňka.
Anatomie a struktura
Projekt buněčná membrána se skládá z dvojité vrstvy lipidy a dosahuje tloušťky pouze 6 až 10 nanometrů. Lipofilní skupiny dvou lipidových vrstev směřují proti sobě a vytvářejí nepřekonatelnou hydrofobní bariéru pro vodné tekutiny. The lipidy vnější vrstvy jsou částečně glykolizované a sacharidy se mohou připojit a kombinovat s lipidy za vzniku glykolipidů. Buněčné membrány jsou rozptýleny takzvanou membránou Proteinů, které plní řadu úkolů. Glykoproteiny jsou připojeny k ven směřujícímu povrchu membrány a slouží mimo jiné k identifikaci buňky jako endogenní pro imunitní systém. jiný Proteinů (integrální proteiny) pronikají do buněčná membrána a komunikovat s extracelulárním a intracelulárním prostorem. Další důležitou strukturu tvoří takzvané iontové kanály, které jsou tvořeny kanálem Proteinů a umožnit určité výměny látek. Konkrétně pro výměnu s voda k překonání hydrofobní bariéry mezi dvěma lipidovými vrstvami buněčné membrány jsou přítomny takzvané vodní kanály (aquaporiny), které fungují zhruba analogicky jako iontové kanály.
Funkce a úkoly
Buněčná membrána vymezuje vnitřek buňky z vnějšku nebo z jiných buněk a chrání jádro, organely, cytoplazmu a další části umístěné v buňce. Navzdory své polopropustnosti může membrána oddělit vodnou tekutinu uvnitř buňky od vodné tekutiny mimo buňku - a to i při různých osmotických tlacích. Další funkcí a úkolem je selektivní výměna látek mezi vnitřkem buňky a extracelulárním prostorem. Buněčná membrána má pro tento účel tři různé možnosti:
- První možností je použít osmotický gradient.
- Druhou možností je použití iontů a voda kanály, které se vytvořily v buněčné membráně. Prostřednictvím různých typů kanálů mohou být ionty transportovány podél gradientu elektrického napětí.
- Existuje však také možnost takzvaných iontů transportních proteinů při energetickém výdeji proti gradientu elektrického napětí nebo elektricky neutrálnímu molekuly projít.
Hmota transport přes iontové kanály funguje v obou směrech. Pro výměnu s makromolekulami, které nelze transportovat ani osmózou, ani iontovými kanály, může buněčná membrána vytvářet výčnělky, které mohou obalit makromolekuly a poté je transportovat přes buněčnou membránu do vnitřku buňky. Pro buňky, které nejsou přímo připojeny k nervyje důležitá vzájemná komunikace. Jsou za to zodpovědné speciální proteiny, které jsou ukotveny v buněčné membráně a jsou spojeny jak s intracelulárním, tak s extracelulárním prostorem (transmembránové proteiny), takže lze informace vyměňovat oběma směry. Výměna informací v širším smyslu zahrnuje také skutečnost, že buněčná membrána signalizuje do imunitní systém pomocí ukotvených periferních proteinů je to endogenní buňka, která nesmí být napadena.
Nemoci a poruchy
Pravidelné fungování dvou základních funkcí výměny látek a vedení signálu buněčné membrány tvořilo předpoklad pro vznik vyššího života. Účinky mohou být odpovídajícím způsobem vážné, pokud je narušena pouze jedna základní funkce buněčné membrány. autoimunitní nemoci, které jsou vyvolány zavádějícím imunitním systémem, mohou být příčinně spojeny s poruchou buněčných membrán postižené tkáně. V případě defektu v dokovaných membránových proteinech může imunitní systém klasifikovat buňky nikoli jako vlastní tkáň pacienta, ale jako cizí tkáň a zahájit odpovídající útoky. Antifosfolipidový syndrom autoimunitního onemocnění (APS) vede ke změněnému složení buněčných membrán červené krev buňky (erytrocyty), protože imunitní systém vede ke zničení membránových proteinů spojených s fosfolipidy. To silně podporuje koagulaci, což vede ke zvýšenému výskytu trombóza, mrtvice, infarkt myokardu a plicní embolie. Porušená mezibuněčná komunikace může také vést k vážným následkům. Například pokud jsou transmembránové proteiny, předejte sousednímu „povel smrti“ rakovina buňky, které spouštějí jejich spontánní buněčnou smrt (apoptózu), rakovinové buňky nepřijímají kvůli narušení komunikačního mechanismu, to znamená, že se mohou nerušeně vyvíjet nádorové buňky. Amyloidní usazeniny v mozcích Alzheimerova choroba pacienti jsou s největší pravděpodobností způsobeni určitým membránovým proteinem, který je štěpen enzymem beta-sekretázou, a je tak fyziologicky neúčinný. To znamená, že onemocnění je způsobeno poruchou buněčné membrány.
