هيكل غشاء الخلية ووظائفه. ما هي وظيفة غشاء الخلية - خصائصه ووظائفه

حقول النص

السهم لأعلى

يتم فصل الخلايا عن البيئة الداخليةخلية الجسم أو غشاء البلازما.

يوفر الغشاء:

1) الاختراق الانتقائي داخل وخارج الخلية للجزيئات والأيونات اللازمة لأداء وظائف خلوية محددة ؛
2) النقل الانتقائي للأيونات عبر الغشاء ، والحفاظ على فرق الجهد الكهربائي عبر الغشاء ؛
3) تفاصيل الاتصالات بين الخلايا.

نظرًا لوجود العديد من المستقبلات في الغشاء والتي تدرك الإشارات الكيميائية - الهرمونات والوسطاء وغيرها من الناحية البيولوجية المواد الفعالة، فهي قادرة على تغيير النشاط الأيضي للخلية. توفر الأغشية خصوصية المظاهر المناعية بسبب وجود المستضدات عليها - الهياكل التي تسبب تكوين الأجسام المضادة التي يمكن أن ترتبط على وجه التحديد بهذه المستضدات.
يتم أيضًا فصل نواة الخلية وعضياتها عن السيتوبلازم بواسطة أغشية تمنع حركة حرةالماء والمواد المذابة فيه من السيتوبلازم إليهم والعكس صحيح. هذا يخلق الظروف لفصل السيرة الذاتية العمليات الكيميائيةتتدفق في حجرات (مقصورات) مختلفة داخل الخلية.

هيكل غشاء الخلية

حقول النص

السهم لأعلى

غشاء الخلية عبارة عن هيكل مرن ، بسمك من 7 إلى 11 نانومتر (الشكل 1.1). يتكون أساسًا من الدهون والبروتينات. من 40 إلى 90 ٪ من جميع الدهون الفسفوليبيدات - فوسفاتيديل كولين ، فوسفاتيدي إيثانولامين ، فسفاتيديل سيرين ، سفينغوميلين وفوسفاتيديل إلينوزيتول. مكون مهمالأغشية هي جليكوليبيدات ممثلة في سيريبروسيدات ، كبريتيدات ، غانغليوسيدات وكوليسترول.

أرز. 1.1 تنظيم الغشاء.

الهيكل الرئيسي لغشاء الخليةعبارة عن طبقة مزدوجة من جزيئات الفسفوليبيد. بسبب التفاعلات الكارهة للماء ، يتم الاحتفاظ بسلاسل الكربوهيدرات من جزيئات الدهون بالقرب من بعضها البعض في حالة ممتدة. تتفاعل مجموعات جزيئات الفسفوليبيد من كلا الطبقتين مع جزيئات البروتين المغمورة في الغشاء الدهني. نظرًا لحقيقة أن معظم مكونات الدهون في الطبقة الثنائية في حالة سائلة ، فإن الغشاء يتمتع بالحركة والتموج. ستختلط أقسامها ، وكذلك البروتينات المغمورة في طبقة ثنائية الدهون ، من جزء إلى آخر. تسهل حركة (سيولة) أغشية الخلايا نقل المواد عبر الغشاء.

بروتينات غشاء الخليةممثلة بشكل رئيسي بالبروتينات السكرية. يميز:

بروتينات متكاملةتخترق سمك الغشاء بالكامل و
البروتينات المحيطيةمتصل فقط بسطح الغشاء ، بشكل أساسي بجزءه الداخلي.

البروتينات المحيطية تعمل جميعها تقريبًا كأنزيمات (أسيتيل كولينستريز ، فوسفاتازات حامضية وقلوية ، إلخ). ولكن يتم تمثيل بعض الإنزيمات أيضًا بواسطة بروتينات متكاملة - ATPase.

بروتينات متكاملة توفر تبادلاً انتقائيًا للأيونات عبر قنوات الغشاء بين السائل خارج الخلوي وداخل الخلايا ، وتعمل أيضًا كبروتينات - ناقلات للجزيئات الكبيرة.

يمكن تمثيل المستقبلات الغشائية والمستضدات بواسطة كل من البروتينات المتكاملة والطرفية.

تنتمي البروتينات المجاورة للغشاء من الجانب السيتوبلازمي الهيكل الخلوي الخلوي . يمكن أن تلتصق ببروتينات الغشاء.

لذا، قطاع البروتين 3 (رقم النطاق أثناء الرحلان الكهربي للبروتين) لأغشية كرات الدم الحمراء يتم دمجها في مجموعة مع جزيئات الهيكل الخلوي الأخرى - سبيكترين من خلال البروتين منخفض الوزن الجزيئي ankyrin (الشكل 1.2).

أرز. 1.2 مخطط ترتيب البروتينات في الهيكل الخلوي الغشاء من كريات الدم الحمراء.
1 - سبكترين 2 - أنكيرين 3 - شريط البروتين 3 ؛ 4 - نطاق البروتين 4.1 ؛ 5 - فرقة البروتين 4.9 ؛ 6 - أكتين أوليغومير ؛ 7 - بروتين 6 ؛ 8 - gpicophorin أ ؛ 9 - الغشاء.

سبكترين هو البروتين الرئيسي للهيكل الخلوي ، ويشكل شبكة ثنائية الأبعاد يرتبط بها الأكتين.

الأكتين تشكل الخيوط الدقيقة ، وهي جهاز مقلص للهيكل الخلوي.

الهيكل الخلوييسمح للخلية بإظهار خصائص مرنة مرنة ، ويوفر قوة إضافية للغشاء.

معظم البروتينات المتكاملة هي بروتينات سكرية. يبرز جزء الكربوهيدرات من غشاء الخلية إلى الخارج. العديد من البروتينات السكرية لها شحنة سالبة كبيرة بسبب المحتوى الكبير لحمض السياليك (على سبيل المثال ، جزيء الجليكوفرين). يوفر أسطح معظم الخلايا شحنة سالبة، مما يساعد على صد الأجسام الأخرى سالبة الشحنة. تحمل نتوءات الكربوهيدرات للبروتينات السكرية مستضدات فصيلة الدم ، ومحددات مستضدات أخرى للخلية ، وتعمل كمستقبلات ملزمة للهرمونات. تشكل البروتينات السكرية جزيئات لاصقة تجعل الخلايا تلتصق ببعضها البعض ، أي اتصالات وثيقة بين الخلايا.

ملامح التمثيل الغذائي في الغشاء

حقول النص

السهم لأعلى

تخضع مكونات الغشاء للعديد من التحولات الأيضية تحت تأثير الإنزيمات الموجودة على غشاءها أو بداخله. وتشمل هذه الإنزيمات المؤكسدة التي تلعب دورًا مهمًا في تعديل العناصر الكارهة للماء للأغشية - الكوليسترول ، إلخ. في الأغشية ، عندما يتم تنشيط الإنزيمات - فسفوليباز ، تتشكل المركبات النشطة بيولوجيًا - البروستاجلاندين ومشتقاتها - من حمض الأراكيدونيك. نتيجة لتنشيط التمثيل الغذائي للفوسفوليبيد في الغشاء ، تتشكل الثرموبوكسانات والليوكوترين ، والتي لها تأثير قوي على التصاق الصفائح الدموية والالتهاب وما إلى ذلك.

يخضع الغشاء باستمرار لعمليات تجديد لمكوناته. . وبالتالي ، فإن عمر البروتينات الغشائية يتراوح من 2 إلى 5 أيام. ومع ذلك ، هناك آليات في الخلية تضمن توصيل جزيئات البروتين المركبة حديثًا إلى مستقبلات الغشاء ، مما يسهل دمج البروتين في الغشاء. يتم تسهيل "التعرف" على هذا المستقبل من خلال البروتين المركب حديثًا عن طريق تكوين إشارة الببتيد ، مما يساعد على العثور على المستقبل على الغشاء.

تحتوي الدهون الغشائية أيضًا على معدل استقلاب كبير.، الأمر الذي يتطلب تركيب هذه المكونات الغشائية عدد كبيرأحماض دهنية.
تتأثر خصائص التركيب الدهني لأغشية الخلايا بالتغيرات في بيئة الإنسان وطبيعة نظامه الغذائي.

على سبيل المثال ، زيادة في الأحماض الدهنية الغذائية مع الروابط غير المشبعةيزيد الحالة السائلةتؤدي دهون الأغشية الخلوية للأنسجة المختلفة إلى تغيير في نسبة الدهون الفسفورية إلى السفينجوميلين والدهون إلى البروتينات التي تكون مواتية لوظيفة غشاء الخلية.

على العكس من ذلك ، يزيد الكوليسترول الزائد في الأغشية من اللزوجة الدقيقة للطبقة الثنائية من جزيئات الفوسفوليبيد ، مما يقلل من معدل انتشار بعض المواد عبر أغشية الخلايا.

الأطعمة الغنية بالفيتامينات A ، E ، C ، P تعمل على تحسين التمثيل الغذائي للدهون في أغشية كرات الدم الحمراء ، وتقليل اللزوجة الدقيقة للأغشية. هذا يزيد من تشوه كريات الدم الحمراء ، ويسهل أدائها وظيفة النقل(الفصل 6).

نقص الأحماض الدهنية والكوليسترولفي الغذاء يعطل تكوين الدهون ووظيفة أغشية الخلايا.

على سبيل المثال ، يؤدي نقص الدهون إلى تعطيل وظيفة غشاء العدلات ، مما يعيق قدرتها على الحركة والبلعمة (الالتقاط النشط وامتصاص الأجسام الحية الدقيقة والجزيئات الصلبة. الكائنات الحية وحيدة الخليةأو بعض الخلايا).

في تنظيم التركيب الدهني للأغشية ونفاذيةها ، تنظيم تكاثر الخلايالعب دور هام أشكال نشطةيرتبط الأكسجين المتكون في الخلية بتفاعلات أيضية تحدث بشكل طبيعي (الأكسدة الميكروسومية ، إلخ).

تشكل أنواع الأكسجين التفاعلية- جذور الأكسيد الفائق (O 2) ، بيروكسيد الهيدروجين (H 2 O 2) ، إلخ ، هي مواد شديدة التفاعل. الركيزة الرئيسية في تفاعلات أكسدة الجذور الحرة هي الأحماض الدهنية غير المشبعة ، والتي هي جزء من فوسفوليبيدات غشاء الخلية (ما يسمى تفاعلات بيروكسيد الدهون). يمكن أن يؤدي تكثيف هذه التفاعلات إلى تلف غشاء الخلية وحاجزها ومستقبلاتها ووظائفها الأيضية ، وتعديل جزيئات الحمض النووي والبروتينات ، مما يؤدي إلى حدوث طفرات وتعطيل الإنزيمات.

في ظل الظروف الفسيولوجية ، يتم تنظيم تكثيف بيروكسيد الدهون من خلال نظام الخلايا المضادة للأكسدة ، والذي يمثله الإنزيمات التي تعطل أنواع الأكسجين التفاعلية - ديسموتاز الفائق ، والكاتلاز ، والبيروكسيديز والمواد ذات النشاط المضاد للأكسدة - توكوفيرول (فيتامين E) ، يوبيكوينون ، إلخ. تأثير وقائي واضح على أغشية الخلايا (تأثير وقائي للخلايا) مع تأثيرات ضارة مختلفة على الجسم ، البروستاجلاندين E و J2 لهما "إطفاء" تنشيط أكسدة الجذور الحرة. تحمي البروستاجلاندين الغشاء المخاطي في المعدة وخلايا الكبد من التلف الكيميائي والخلايا العصبية والخلايا العصبية وخلايا عضلة القلب - من التلف الناجم عن نقص الأكسجة والعضلات الهيكلية - في الحالات الشديدة النشاط البدني. البروستاجلاندين ، المرتبط بمستقبلات محددة على أغشية الخلايا ، يعمل على استقرار الطبقة الثنائية للأخير ، ويقلل من فقدان الدهون الفوسفورية بواسطة الأغشية.

وظائف مستقبلات الغشاء

حقول النص

السهم لأعلى

يتم أولاً إدراك الإشارة الكيميائية أو الميكانيكية بواسطة مستقبلات غشاء الخلية. والنتيجة هي التعديل الكيميائي لبروتينات الغشاء ، مما يؤدي إلى تفعيل "الرسل الثاني" الذي يضمن الانتشار السريع للإشارة في الخلية إلى جينومها ، وإنزيماتها ، وعناصرها الانقباضية ، إلخ.

من الناحية التخطيطية ، يمكن تمثيل الإشارات عبر الغشاء في الخلية على النحو التالي:

1) متحمسًا للإشارة المدركة ، ينشط المستقبل بروتينات γ لغشاء الخلية. يحدث هذا عندما يربطون غوانوزين ثلاثي الفوسفات (GTP).

2) تفاعل معقد "بروتينات GTP-y" ينشط بدوره الإنزيم - مقدمة الرسل الثانوية الموجودة على الجانب الداخلي من الغشاء.

إن مقدمة رسول ثانوي واحد - cAMP ، المتكون من ATP ، هو إنزيم adenylate cyclase ؛
مقدمة من رسل ثانوي آخر - إينوزيتول ثلاثي فوسفات ودياسيل جلسرين ، المكون من غشاء فوسفاتيديلينوسيتول-4،5-ثنائي الفوسفات ، هو إنزيم فوسفوليباز ج.بالإضافة إلى ذلك ، يقوم إينوزيتول ثلاثي الفوسفات بتعبئة مرسال ثانوي آخر في الخلية - أيونات الكالسيوم ، التي تشارك تقريبًا في جميع العمليات التنظيمية في الخلية. على سبيل المثال ، يتسبب الإينوزيتول ثلاثي الفوسفات الناتج في إطلاق الكالسيوم من الشبكة الإندوبلازمية وزيادة تركيزه في السيتوبلازم ، بما في ذلك أشكال مختلفة من الاستجابة الخلوية. بمساعدة إينوزيتول ثلاثي الفوسفات و diacylglycerol ، يتم تنظيم وظيفة العضلات الملساء والخلايا B في البنكرياس بواسطة الأسيتيل كولين ، وهو عامل إفراز الغدة النخامية الأمامي ، واستجابة الخلايا الليمفاوية للمستضد ، إلخ.
في بعض الخلايا ، يتم تنفيذ دور المرسل الثاني بواسطة cGMP ، والذي يتكون من GTP بمساعدة إنزيم guanylate cyclase. إنه يخدم ، على سبيل المثال ، كمرسِل ثانٍ لهرمون ناتريوتريك في جدران العضلات الملساء الأوعية الدموية. يعمل cAMP كرسول ثانٍ للعديد من الهرمونات - الأدرينالين ، والإريثروبويتين ، وما إلى ذلك (الفصل 3).

خلقت الطبيعة العديد من الكائنات الحية والخلايا ، ولكن على الرغم من ذلك ، فإن البنية و معظموظائف الأغشية البيولوجية هي نفسها ، مما يسمح لنا بالنظر في بنيتها ودراستها الخصائص الرئيسيةبدون إرفاق بنوع معين من الخلايا.

ما هو الغشاء؟

الأغشية عنصر وقائي جزء لا يتجزأ من خلية أي كائن حي.

الهيكلية و وحدة وظيفيةجميع الكائنات الحية على هذا الكوكب هي خلية. ترتبط حياتها ارتباطًا وثيقًا بيئةالتي تتبادل معها الطاقة والمعلومات والمادة. لذلك ، فإن الطاقة الغذائية اللازمة لعمل الخلية تأتي من الخارج وتنفق على تنفيذ وظائفها المختلفة.

هيكل أبسط وحدة هيكلية للكائن الحي: غشاء عضوي ، شوائب مختلفة. إنه محاط بغشاء ، توجد بداخله النواة وجميع العضيات. هذه هي الميتوكوندريا ، الجسيمات الحالة ، الريبوسومات ، الشبكة الأندوبلازمية. كل العنصر الهيكليله غشاء خاص به.

دور في حياة الخلية

يلعب الغشاء البيولوجي دورًا متوجًا في بنية وعمل نظام المعيشة الأولي. فقط قفص محاط الدرع الواقييمكن أن يطلق عليه بحق كائن حي. يتم إجراء عملية مثل التمثيل الغذائي أيضًا بسبب وجود غشاء. إذا تم انتهاك سلامتها الهيكلية ، فهذا يؤدي إلى التغيير الحالة الوظيفيةالكائن الحي ككل.

غشاء الخلية ووظائفه

يفصل بين السيتوبلازم في الخلية بيئة خارجيةأو من القشرة. يضمن غشاء الخلية الأداء المناسب لوظائف محددة ، وخصائص الاتصالات بين الخلايا والمظاهر المناعية ، ويدعم اختلاف الغشاء في الجهد الكهربائي. يحتوي على مستقبلات يمكنها إدراك الإشارات الكيميائية - الهرمونات والوسطاء والمكونات النشطة بيولوجيًا الأخرى. تمنحها هذه المستقبلات قدرة أخرى - لتغيير نشاط التمثيل الغذائي للخلية.

وظائف الغشاء:

1. النقل الفعال للمواد.

2. النقل السلبي للمواد:

2.1. الانتشار بسيط.

2.2. نقل من خلال المسام.

2.3 يتم النقل عن طريق انتشار مادة حاملة مع مادة غشائية أو عن طريق ترحيل مادة على طول السلسلة الجزيئية لمادة حاملة.

3. نقل غير المنحل بالكهرباء بسبب الانتشار البسيط والميسر.

هيكل غشاء الخلية

مكونات غشاء الخلية هي الدهون والبروتينات.

الدهون: فوسفوليبيدات ، فوسفاتيديليثانولامين ، سفينغوميلين ، فوسفاتيديلينوسيتول وفوسفاتيديل سيرين ، جليكوليبيدات. نسبة الدهون 40-90٪.

البروتينات: هامشية ، متكاملة (بروتينات سكرية) ، سبكترين ، أكتين ، هيكل خلوي.

العنصر الهيكلي الرئيسي هو طبقة مزدوجة من جزيئات الفسفوليبيد.

غشاء السقف: التعريف والتصنيف

بعض الإحصائيات. داخل أراضي الاتحاد الروسيتم استخدام الغشاء كمواد تسقيف منذ وقت ليس ببعيد. نسبة الأسقف المصنوعة من الغشاء الرقم الإجماليالأسقف الناعمة 1.5٪ فقط. أكثر استخدام واسعفي روسيا تلقت الأسطح البيتومينية والمصطكي. ولكن في أوروبا الغربيةأسقف الأغشية تمثل 87٪. الفرق واضح.

كقاعدة عامة ، يعتبر الغشاء كمادة رئيسية في تداخل السقف مثاليًا للأسطح المسطحة. بالنسبة لأولئك الذين لديهم تحيز كبير ، فهو أقل ملاءمة.

حجم الإنتاج والمبيعات لأسقف الأغشية في السوق المحلية لها اتجاه نمو إيجابي. لماذا ا؟ الأسباب أكثر من واضحة:

عمر الخدمة حوالي 60 سنة. تخيل ، فقط فترة الضمان للاستخدام ، التي حددتها الشركة المصنعة ، تصل إلى 20 عامًا.
سهولة التركيب. للمقارنة: يستغرق تركيب السقف البيتوميني وقتًا أطول بمقدار 1.5 مرة من تركيب أرضية الغشاء.
سهولة أعمال الصيانة والإصلاح.

يمكن أن يكون سمك أغشية التسقيف 0.8-2 مم ، و معدلوزن المتر المربع 1.3 كجم.

خصائص أغشية التسقيف:

مرونة؛
قوة؛
مقاومة التأثير الأشعة فوق البنفسجيةوغيرها من البيئات المعتدية ؛
مقاومة الصقيع؛
مقاوم النار.

هناك ثلاثة أنواع من غشاء التسقيف. ميزة التصنيف الرئيسية هي نوع المادة البوليمرية التي تشكل قاعدة اللوحة القماشية. لذلك ، أغشية التسقيف هي:

ينتمون إلى المجموعة EPDM ، مصنوع على أساس إيثيلين-بروبيلين-ديين مونومر المبلمر ، وبعبارة أخرى ، المزايا: قوة عالية ، ومرونة ، ومقاومة للماء ، ودقة بيئية ، وتكلفة منخفضة. العيوب: تقنية اللصق للانضمام إلى الأقمشة باستخدام شريط خاص ، وصلات منخفضة القوة. نطاق التطبيق: تستخدم كمواد مانعة لتسرب المياه لأسقف الأنفاق ، ومصادر المياه ، ومخازن النفايات ، والخزانات الاصطناعية والطبيعية ، إلخ.
أغشية PVC. هذه عبارة عن قذائف ، يتم استخدام كلوريد البوليفينيل في إنتاجها كمواد رئيسية. المزايا: مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ، مقاومة الحريق ، مجموعة ألوان واسعة من صفائح الأغشية. العيوب: مقاومة منخفضة للمواد البيتومينية والزيوت والمذيبات ؛ يطلق في الغلاف الجوي مواد مؤذية؛ يتلاشى لون القماش بمرور الوقت.
TPO. مصنوعة من أوليفينات لدن بالحرارة. يمكن تقويتها وعدم تقويتها. الأول مجهز بشبكة بوليستر أو قماش من الألياف الزجاجية. المزايا: الصداقة البيئية ، والمتانة ، والمرونة العالية ، ومقاومة درجات الحرارة (سواء في ارتفاع أو في درجات الحرارة المنخفضة) ، وصلات ملحومة من طبقات اللوحات. العيوب: فئة سعرية عالية ، قلة المصنعين في السوق المحلي.

غشاء ملفوف: الخصائص والوظائف والفوائد

الأغشية الملفوفة هي ابتكار في سوق البناء. يستخدم هذا الغشاء كمواد مانعة لتسرب المياه.

المواد المستخدمة في التصنيع هي البولي إيثيلين. هذا الأخير من نوعين: البولي إيثيلين عالي الضغط (LDPE) والبولي إيثيلين ضغط منخفض(PND).

الخصائص التقنية للغشاء من LDPE و HDPE

فِهرِس
قوة الشد (MPa)
استطالة الشد (٪)
الكثافة (كجم / م 3)
قوة ضاغطة (باسكال)
قوة التأثير (محززة) (KJ / متر مربع)
معامل الانحناء (MPa)
صلابة (MPa)
درجة حرارة التشغيل (˚С)	-60 إلى +80	-60 إلى +80
المعدل اليومي لامتصاص الماء (٪)

يحتوي الغشاء الجانبي المصنوع من البولي إيثيلين عالي الضغط على سطح خاص - بثور مجوفة. يمكن أن يختلف ارتفاع هذه التكوينات من 7 إلى 20 ملم. السطح الداخليالأغشية ناعمة. وهذا يتيح ثني مواد البناء بدون مشاكل.

يتم استبعاد أي تغيير في شكل الأجزاء الفردية من الغشاء ، حيث يتم توزيع الضغط بالتساوي على كامل مساحتها بسبب وجود جميع النتوءات نفسها. يمكن استخدام غشاء أرضي كعزل تهوية. في هذه الحالة ، يتم ضمان التبادل الحراري الحر داخل المبنى.

فوائد الأغشية الجانبية:

زيادة القوة
مقاوم للحرارة؛
استقرار التأثير الكيميائي والبيولوجي ؛
عمر خدمة طويل (أكثر من 50 عامًا) ؛
سهولة التركيب والصيانة ؛
التكلفة المعقولة.

الأغشية الملفوفة من ثلاثة أنواع:

بطبقة واحدة
مع قماش من طبقتين = تكسية أرضية + غشاء تصريف ؛
مع قماش من ثلاث طبقات = سطح زلق + جيوتكستايل + غشاء تصريف.

يتم استخدام غشاء جانبي أحادي الطبقة لحماية العزل المائي الرئيسي وتركيب وتفكيك التحضير الخرساني للجدران ذات الرطوبة العالية. يتم استخدام طبقة واقية من طبقتين أثناء المعدات ، حيث يتم استخدام طبقة واحدة من ثلاث طبقات على التربة التي تفسح المجال لتدفق الصقيع والتربة العميقة.

مجالات الاستخدام لأغشية الصرف

يجد الغشاء الملفوف تطبيقه في المجالات التالية:

الأساس الأساسي لتسرب المياه. يوفر حماية موثوقةمن التأثير المدمر للمياه الجوفية ، وأنظمة جذر النبات ، وهبوط التربة ، والأضرار الميكانيكية.
تصريف جدار الأساس. يحيد تأثير المياه الجوفية والتساقط عن طريق تحويلها إلى أنظمة الصرف.
النوع الأفقي - حماية ضد التشوه بسبب السمات الهيكلية.
التناظرية من التحضير الملموس. يتم استخدامه في حالة أعمال البناء في تشييد المباني في منطقة المياه الجوفية المنخفضة ، في الحالات التي يتم فيها استخدام العزل الأفقي للحماية من الرطوبة الشعرية. أيضًا ، تشمل وظائف الغشاء الموصوف عدم نفاذية الأسمنت في التربة.
تهوية أسطح الجدران بمستوى عالٍ من الرطوبة. يمكن تثبيته من الداخل والخارج في الغرفة. في الحالة الأولى ، يتم تنشيطه دوران الهواءوالثاني يوفر الرطوبة ودرجة الحرارة المثلى.
مستعمل سقف مقلوب.

غشاء فائق الانتشار

الغشاء الفائق الانتشار هو مادة من جيل جديد ، والغرض الرئيسي منها هو حماية عناصر هيكل السقف من ظواهر الرياح والأمطار والبخار.

يعتمد إنتاج المواد الواقية على استخدام الأقمشة غير المنسوجة والألياف الكثيفة جودة عالية. في السوق المحلية ، يعتبر الغشاء المكون من ثلاث طبقات وأربع طبقات شائعًا. تؤكد مراجعات الخبراء والمستهلكين أنه كلما زاد عدد الطبقات التي يقوم عليها التصميم ، زادت قوة وظائفه الوقائية ، وبالتالي زادت كفاءة الطاقة في الغرفة ككل.

اعتمادًا على نوع السقف وخصائص تصميمه ، الظروف المناخية، يوصي المصنعون بإعطاء الأفضلية لنوع أو آخر من أغشية الانتشار. لذلك ، فهي موجودة للأسطح المائلة ذات الهياكل المعقدة والبسيطة ، وللأسطح المائلة ذات الانحدار الأدنى ، وللأسطح المطوية ، إلخ.

يتم وضع غشاء الانتشار الفائق مباشرة على الطبقة العازلة للحرارة والأرضيات من الألواح. ليست هناك حاجة إلى وجود فجوة تهوية. يتم تثبيت المادة بأقواس خاصة أو مسامير فولاذية. حواف صفائح الانتشار موصولة ويمكن القيام بالعمل حتى معها الظروف القاسية: في في هبات قويةالرياح ، إلخ.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الطلاء المعني كغطاء مؤقت للسقف.

أغشية PVC: الجوهر والغرض

أغشية PVC هي مادة تسقيف مصنوعة من البولي فينيل كلوريد ولها خصائص مرنة. حلت مادة التسقيف الحديثة هذه محل نظائرها من البيتومين ، والتي لها عيب كبير - الحاجة إلى الصيانة والإصلاح المنتظمين. حتي اليوم مميزاتتسمح أغشية PVC باستخدامها عند إجراء أعمال الإصلاح على الأسطح القديمة نوع مسطح. يتم استخدامها أيضًا عند تركيب أسقف جديدة.

يسهل استخدام السقف المصنوع من هذه المواد ، ويمكن تركيبه على أي نوع من الأسطح في أي وقت من السنة وتحت أي ظروف جوية. يحتوي غشاء PVC على الخصائص التالية:

قوة؛
الاستقرار عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية وأنواع مختلفة من الترسيب والأحمال النقطية والسطحية.

إنه بفضل خصائص فريدة من نوعهاسوف تخدمك أغشية PVC بأمانة لسنوات عديدة. مدة استخدام هذا السقف تساوي فترة تشغيل المبنى نفسه ، بينما تحتاج مواد الأسقف المدلفنة إلى إصلاحات منتظمة ، وفي بعض الحالات تفكيك أرضية جديدة وتركيبها.

فيما بينها ، يتم توصيل صفائح غشاء PVC عن طريق اللحام الساخن ، الذي تتراوح درجة حرارته بين 400-600 درجة مئوية. هذا الاتصال مغلق تمامًا.

مزايا أغشية PVC

مزاياها واضحة:

مرونة نظام التسقيف ، وهو الأكثر اتساقًا مع مشروع البناء ؛
خط ربط متين ومحكم الإغلاق بين صفائح الغشاء ؛
التسامح التام مع تغير المناخ ، احوال الطقسودرجة الحرارة والرطوبة.
زيادة نفاذية البخار ، مما يساهم في تبخر الرطوبة المتراكمة في مساحة تحت السطح ؛
العديد من خيارات الألوان
خصائص مكافحة الحرائق
القدرة على الحفاظ على الخصائص الأصلية والمظهر لفترة طويلة ؛
غشاء PVC هو مادة صديقة للبيئة تمامًا ، وهو ما تؤكده الشهادات ذات الصلة ؛
عملية التثبيت آلية ، لذلك لن تستغرق الكثير من الوقت ؛
تسمح قواعد التشغيل بتركيب العديد من الإضافات المعمارية مباشرة فوق سطح غشاء PVC نفسه ؛
سيوفر لك التصميم أحادي الطبقة المال ؛
سهولة الصيانة والإصلاح.

نسيج الغشاء

النسيج الغشائي معروف في صناعة النسيج لفترة طويلة. الأحذية والملابس مصنوعة من هذه المواد: للبالغين والأطفال. الغشاء - أساس نسيج الغشاء ، يتم تقديمه على شكل فيلم بوليمر رقيق وله خصائص مثل مقاومة الماء ونفاذية البخار. لإنتاج هذه المادةهذا الفيلم مغطى بالخارج والداخل طبقات واقية. يتم تحديد هيكلها بواسطة الغشاء نفسه. يتم ذلك من أجل إنقاذ الجميع خصائص مفيدةحتى في حالة تلفها. بمعنى آخر ، لا تتبلل الملابس الغشائية عند تعرضها لهطول الأمطار على شكل ثلج أو مطر ، ولكنها في نفس الوقت تنقل البخار تمامًا من الجسم إلى البيئة الخارجية. يسمح هذا الصبيب للجلد بالتنفس.

بالنظر إلى كل ما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن الملابس الشتوية المثالية مصنوعة من هذا النسيج. يمكن أن يكون الغشاء الموجود في قاعدة القماش:

مع المسام
بدون مسام
مجموع.

يتم تضمين التفلون في تكوين الأغشية مع العديد من المسام الدقيقة. لا تصل أبعاد هذه المسام حتى إلى أبعاد قطرة الماء ، لكنها أكبر من جزيء الماء ، مما يدل على مقاومة الماء والقدرة على إزالة العرق.

عادة ما تكون الأغشية التي لا تحتوي على مسام مصنوعة من البولي يوريثين. تركّز طبقتهم الداخلية جميع إفرازات دهون العرق في جسم الإنسان وتدفعهم للخارج.

يشير هيكل الغشاء المدمج إلى وجود طبقتين: مسامية وسلسة. يتميز هذا القماش بخصائص عالية الجودة وسيستمر لسنوات عديدة.

بفضل هذه المزايا ، فإن الملابس والأحذية المصنوعة من الأقمشة الغشائية والمصممة للارتداء في فصل الشتاء متينة ، لكنها خفيفة ، وتحمي تمامًا من الصقيع والرطوبة والغبار. هم ببساطة لا غنى عنها للكثيرين الأنواع النشطةالترفيه الشتوي ، وتسلق الجبال.

في الخارج غشاء الخلية(غشاء بلازما ، غشاء خلوي ، غشاء بلازما) من خلايا حيوانيةمغطاة من الخارج (على سبيل المثال ، على الجانب غير الملامس للسيتوبلازم) بطبقة من سلاسل قليلة السكريات مرتبطة تساهميًا ببروتينات الغشاء (البروتينات السكرية) وبدرجة أقل بالدهون (الجليكوليبيدات). يسمى هذا الطلاء الكربوهيدرات للغشاء مركب السكر.الغرض من glycocalyx ليس واضحًا بعد ؛ هناك افتراض بأن هذه البنية تشارك في عمليات التعرف بين الخلايا.

في الخلايا النباتيةيوجد أعلى غشاء الخلية الخارجي طبقة كثيفة من السليلوز ذات مسام يتم من خلالها إجراء الاتصالات بين الخلايا المجاورة من خلال الجسور السيتوبلازمية.

الخلايا الفطرفوق البلازما - طبقة كثيفة الكيتين.

في بكتيريا – مورينا.

خصائص الأغشية البيولوجية

1. القدرة على التجميع الذاتيبعد التأثيرات المدمرة. يتم تحديد هذه الخاصية من خلال الخصائص الفيزيائية والكيميائية لجزيئات الفسفوليبيد ، والتي تتجمع في محلول مائي بحيث تتحول الأطراف المحبة للماء للجزيئات إلى الخارج ، وينتهي الكارهة للماء إلى الداخل. يمكن دمج البروتينات في طبقات الفسفوليبيد الجاهزة. تعد القدرة على التجميع الذاتي أمرًا ضروريًا على المستوى الخلوي.

2. شبه نفاذية(انتقائية في انتقال الأيونات والجزيئات). يضمن الحفاظ على ثبات التركيب الأيوني والجزيئي في الخلية.

3. سيولة الغشاء. الأغشية ليست هياكل صلبة ؛ فهي تتقلب باستمرار بسبب الحركات الدورانية والتذبذبية لجزيئات الدهون والبروتينات. يوفر هذا نسبة عالية من العمليات الأنزيمية والكيميائية الأخرى في الأغشية.

4. شظايا الأغشية ليس لها نهايات حرة، حيث يتم إغلاقها في فقاعات.

وظائف غشاء الخلية الخارجية (غشاء البلازما)

الوظائف الرئيسية للبلازما هي كما يلي: 1) الحاجز ، 2) المستقبل ، 3) التبادل ، 4) النقل.

1. وظيفة الحاجز.يتم التعبير عنها في حقيقة أن البلازما تحد من محتويات الخلية ، وتفصلها عن البيئة الخارجية ، والأغشية داخل الخلايا تقسم السيتوبلازم إلى رد فعل منفصل مقصورات.

2. وظيفة المستقبل.تتمثل إحدى أهم وظائف غشاء البلازما في ضمان اتصال (اتصال) الخلية بالبيئة الخارجية من خلال جهاز المستقبل الموجود في الأغشية ، والذي يحتوي على طبيعة بروتينية أو بروتين سكري. تتمثل الوظيفة الرئيسية لتكوينات مستقبلات البلازما في التعرف على الإشارات الخارجية ، والتي من خلالها يتم توجيه الخلايا بشكل صحيح وتشكيل الأنسجة في عملية التمايز. يرتبط نشاط الأنظمة التنظيمية المختلفة ، وكذلك تكوين الاستجابة المناعية ، بوظيفة المستقبل.

وظيفة الصرفيتم تحديده من خلال محتوى بروتينات الإنزيم في الأغشية البيولوجية ، وهي محفزات بيولوجية. يختلف نشاطها اعتمادًا على درجة الحموضة في الوسط ودرجة الحرارة والضغط وتركيز كل من الركيزة والإنزيم نفسه. تحدد الإنزيمات شدة التفاعلات الرئيسية التمثيل الغذائي ، وكذلكاتجاه.

وظيفة نقل الأغشية.يوفر الغشاء اختراقًا انتقائيًا للخلية ومن الخلية إلى بيئة المواد الكيميائية المختلفة. يعد نقل المواد ضروريًا للحفاظ على درجة الحموضة المناسبة في الخلية ، والتركيز الأيوني المناسب ، مما يضمن كفاءة الإنزيمات الخلوية. يوفر النقل العناصر الغذائية التي تعمل كمصدر للطاقة ، وكذلك مادة لتشكيل المكونات الخلوية المختلفة. يحدد إزالة النفايات السامة من الخلية ، وإفراز العديد من المواد المفيدة ، وإنشاء التدرجات الأيونية اللازمة للنشاط العصبي والعضلي.يمكن أن تؤدي التغييرات في معدل نقل المواد إلى اضطرابات في عمليات الطاقة الحيوية ، واستقلاب الماء والملح ، الإثارة والعمليات الأخرى. تصحيح هذه التغييرات هو أساس عمل العديد من الأدوية.

هناك طريقتان رئيسيتان تدخل بها المواد إلى الخلية وتخرج منها إلى البيئة الخارجية ؛

النقل السلبي ،

النقل النشط.

النقل السلبييسير على طول تدرج التركيز الكيميائي أو الكهروكيميائي دون إنفاق طاقة ATP. إذا لم يكن لجزيء المادة المنقولة شحنة ، فسيتم تحديد اتجاه النقل السلبي فقط من خلال الاختلاف في تركيز هذه المادة على جانبي الغشاء (تدرج التركيز الكيميائي). إذا كان الجزيء مشحونًا ، فإن نقله يتأثر بكل من تدرج التركيز الكيميائي والتدرج الكهربائي (إمكانات الغشاء).

يشكل كلا التدرجين معًا تدرجًا كهروكيميائيًا. يمكن إجراء النقل السلبي للمواد بطريقتين: الانتشار البسيط والانتشار السهل.

مع انتشار بسيطيمكن لأيونات الملح والماء اختراق القنوات الانتقائية. تتشكل هذه القنوات بواسطة بعض بروتينات الغشاء التي تشكل مسارات نقل من طرف إلى طرف مفتوحة بشكل دائم أو لفترة قصيرة فقط. من خلال القنوات الانتقائية ، تخترق جزيئات مختلفة ، لها الحجم والشحنة المقابلة للقنوات.

هناك طريقة أخرى للانتشار البسيط - وهي انتشار المواد من خلال طبقة ثنائية الدهون ، والتي تمر من خلالها المواد القابلة للذوبان في الدهون والماء بسهولة. طبقة الدهون الثنائية غير منفذة للجزيئات المشحونة (الأيونات) ، وفي الوقت نفسه ، يمكن للجزيئات الصغيرة غير المشحونة أن تنتشر بحرية ، وكلما كان الجزيء أصغر ، يتم نقله بشكل أسرع. يرجع المعدل المرتفع لانتشار الماء من خلال طبقة ثنائية الدهون على وجه التحديد إلى صغر حجم جزيئاتها وعدم وجود شحنة.

مع انتشار سهلتشارك البروتينات في نقل المواد - ناقلات تعمل على مبدأ "كرة الطاولة". في هذه الحالة ، يوجد البروتين في حالتين تشكيليتين: في حالة "pong" ، تكون مواقع الربط للمادة المنقولة مفتوحة على السطح الخارجي للطبقة الثنائية ، وفي حالة "ping" ، يتم فتح نفس المواقع على الأخرى جانب. هذه العملية قابلة للعكس. من أي جانب سيتم فتح موقع ربط مادة ما في وقت معين يعتمد على تدرج تركيز هذه المادة.

بهذه الطريقة ، تمر السكريات والأحماض الأمينية عبر الغشاء.

مع الانتشار الميسر ، يزداد معدل نقل المواد بشكل كبير مقارنة بالانتشار البسيط.

بالإضافة إلى البروتينات الحاملة ، تشارك بعض المضادات الحيوية ، مثل الجراميسيدين والفالينومايسين ، في الانتشار الميسر.

لأنها توفر النقل الأيوني ، يتم استدعاؤها الأيونوفور.

النقل الفعال للمواد في الخلية.هذا النوع من النقل يأتي دائمًا مع تكلفة الطاقة. مصدر الطاقة اللازمة للنقل النشط هو ATP. من السمات المميزة لهذا النوع من النقل أنه يتم بطريقتين:

بمساعدة إنزيمات تسمى ATPases ؛

النقل في عبوات غشائية (الالتقام الخلوي).

في يحتوي غشاء الخلية الخارجي على بروتينات إنزيمية مثل ATPases ،وظيفته توفير النقل النشط الأيونات مقابل تدرج التركيز.نظرًا لأنها توفر نقل الأيونات ، فإن هذه العملية تسمى مضخة أيون.

هناك أربعة أنظمة نقل أيوني رئيسية في الخلية الحيوانية. ثلاثة منها توفر النقل من خلال الأغشية البيولوجية.

مثال على آلية نقل الأيونات النشطة مضخة الصوديوم والبوتاسيوم في الخلايا الحيوانية.يحافظ على تركيز ثابت من أيونات الصوديوم والبوتاسيوم في الخلية ، والذي يختلف عن تركيز هذه المواد في البيئة: عادة ، يوجد أقل من أيونات الصوديوم في الخلية مما هو عليه في البيئة ، والمزيد من البوتاسيوم.

نتيجة لذلك ، وفقًا لقوانين الانتشار البسيط ، يميل البوتاسيوم إلى مغادرة الخلية ، وينتشر الصوديوم في الخلية. على عكس الانتشار البسيط ، تضخ مضخة الصوديوم والبوتاسيوم باستمرار الصوديوم من الخلية وتحقن البوتاسيوم: لثلاثة جزيئات من الصوديوم ، يتم إدخال جزيئين من البوتاسيوم في الخلية.

يتم ضمان نقل أيونات الصوديوم والبوتاسيوم بواسطة الإنزيم المعتمد على ATP ، والذي يتم توطينه في الغشاء بطريقة تخترق سماكته بالكامل. يدخل الصوديوم و ATP هذا الإنزيم من داخل الغشاء ، ويدخل البوتاسيوم من داخل الغشاء. الخارج.

يحدث انتقال الصوديوم والبوتاسيوم عبر الغشاء نتيجة للتغيرات التوافقية التي يخضع لها ATPase المعتمد على الصوديوم والبوتاسيوم ، والذي يتم تنشيطه عندما يزداد تركيز الصوديوم داخل الخلية أو البوتاسيوم في البيئة.

التحلل المائي ATP مطلوب لتشغيل هذه المضخة. يتم توفير هذه العملية من خلال نفس إنزيم ATP-ase المعتمد على الصوديوم والبوتاسيوم. في الوقت نفسه ، يتم إنفاق أكثر من ثلث ATP الذي تستهلكه الخلية الحيوانية أثناء الراحة على عمل الصوديوم - مضخة البوتاسيوم.

يؤدي انتهاك الأداء السليم لمضخة الصوديوم والبوتاسيوم إلى أمراض خطيرة مختلفة.

كفاءة هذه المضخة تتعدى 50٪ وهو ما لم يتم تحقيقه بواسطة أحدث الآلات التي صنعها الإنسان.

يتم تشغيل العديد من أنظمة النقل النشطة بواسطة الطاقة المخزنة في التدرجات الأيونية بدلاً من التحلل المائي المباشر لـ ATP. تعمل جميعها كنظم نقل مشترك (تسهل نقل المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض). على سبيل المثال ، يتم تحديد النقل النشط لبعض السكريات والأحماض الأمينية إلى الخلايا الحيوانية من خلال تدرج أيون الصوديوم ، وكلما زاد تدرج أيون الصوديوم ، زاد معدل امتصاص الجلوكوز. على العكس من ذلك ، إذا انخفض تركيز الصوديوم في الفضاء بين الخلايا بشكل ملحوظ ، يتوقف نقل الجلوكوز. في هذه الحالة ، يجب أن ينضم الصوديوم إلى بروتين حامل الجلوكوز المعتمد على الصوديوم ، والذي له موقعان للربط: أحدهما للجلوكوز والآخر للصوديوم. تساهم أيونات الصوديوم التي تخترق الخلية في إدخال البروتين الحامل إلى الخلية مع الجلوكوز. يتم ضخ أيونات الصوديوم التي دخلت الخلية مع الجلوكوز مرة أخرى بواسطة ATPase المعتمد على الصوديوم والبوتاسيوم ، والذي يحافظ على تدرج تركيز الصوديوم ، بشكل غير مباشريتحكم في نقل الجلوكوز.

نقل المواد في عبوات غشائية.لا تستطيع الجزيئات الكبيرة من البوليمرات الحيوية عمليًا اختراق غشاء البلازما بأي من الآليات الموصوفة أعلاه لنقل المواد إلى الخلية. يتم التقاطها بواسطة الخلية ويتم امتصاصها في حزمة الغشاء ، وهو ما يسمى الالتقام. هذا الأخير مقسم رسميًا إلى البلعمة والكريات. يتم التقاط الجسيمات الصلبة بواسطة الخلية البلعمةو سائل - كثرة الخلايا. أثناء الالتقام الخلوي ، تتم ملاحظة المراحل التالية:

استقبال المادة الممتصة بسبب المستقبلات في غشاء الخلية ؛

غزو الغشاء بتكوين فقاعة (حويصلات) ؛

فصل الحويصلة الداخلية عن الغشاء مع إنفاق الطاقة - تشكيل البلعومواستعادة سلامة الغشاء.

انصهار البلعوم مع الجسيمات الحالة والتكوين البلعمة (فجوة الجهاز الهضمي) حيث يحدث هضم الجسيمات الممتصة ؛

إزالة المواد غير المهضومة في البلعمة من الخلية ( طرد خلوي).

في عالم الحيوان الالتقامهي طريقة مميزة لتغذية العديد من الكائنات وحيدة الخلية (على سبيل المثال ، في الأميبا) ، وبين الكائنات متعددة الخلايا ، يوجد هذا النوع من هضم جزيئات الطعام في خلايا الأديم الباطن في تجاويف الأمعاء. أما بالنسبة للثدييات والبشر ، فلديهم نظام شبكي - نسيجي - بطاني من الخلايا مع القدرة على الالتقام الخلوي. ومن الأمثلة على ذلك خلايا الدم البيضاء وخلايا كوبفر في الكبد. الخط الأخير هو ما يسمى الشعيرات الدموية الجيبية للكبد ويلتقط العديد من الجزيئات الغريبة العالقة في الدم. طرد خلوي- هذه أيضًا طريقة لإزالة الركيزة التي يفرزها الكائن الحي متعدد الخلايا ، والتي تعد ضرورية لوظيفة الخلايا والأنسجة والأعضاء الأخرى.

لا يخفى على أحد أن جميع الكائنات الحية على كوكبنا تتكون من خلاياها ، هذه "" مواد عضوية لا حصر لها. الخلايا ، بدورها ، محاطة بغشاء واقي خاص - غشاء يلعب دورًا مهمًا للغاية في حياة الخلية ، ولا تقتصر وظائف غشاء الخلية على حماية الخلية ، ولكنها تمثل الآلية الأكثر تعقيدًا المعنية. في تكاثر الخلايا والتغذية والتجديد.

ما هو غشاء الخلية

تُرجمت كلمة "غشاء" نفسها من اللاتينية على أنها "فيلم" ، على الرغم من أن الغشاء ليس مجرد نوع من الفيلم تُلف فيه الخلية ، ولكنه مزيج من فيلمين مترابطين ولهما خصائص مختلفة. في الواقع ، غشاء الخلية عبارة عن غلاف مكون من ثلاث طبقات من البروتين الدهني (بروتين دهني) يفصل كل خلية عن الخلايا المجاورة والبيئة ، ويقوم بتبادل متحكم فيه بين الخلايا والبيئة ، وهذا هو التعريف الأكاديمي لماهية الخلية الغشاء.

إن قيمة الغشاء هائلة ببساطة ، لأنه لا يفصل خلية عن أخرى فحسب ، بل يضمن أيضًا تفاعل الخلية ، سواء مع الخلايا الأخرى أو مع البيئة.

تاريخ أبحاث غشاء الخلية

قدم عالمان ألمانيان Gorter و Grendel مساهمة مهمة في دراسة غشاء الخلية في عام 1925. بعد ذلك تمكنوا من إجراء تجربة بيولوجية معقدة على خلايا الدم الحمراء - كريات الدم الحمراء ، تلقى خلالها العلماء ما يسمى بـ "الظلال" ، وهي قذائف فارغة من كريات الدم الحمراء ، تم طيها في كومة واحدة وقياس مساحة السطح ، وكذلك تحسب كمية الدهون فيها. بناءً على كمية الدهون التي تم الحصول عليها ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أنها كافية فقط للطبقة المزدوجة من غشاء الخلية.

في عام 1935 ، قام زوج آخر من الباحثين في غشاء الخلية ، هذه المرة الأمريكيان دانيال وداوسون ، بعد سلسلة من التجارب الطويلة ، بتحديد محتوى البروتين في غشاء الخلية. خلاف ذلك ، كان من المستحيل تفسير سبب ارتفاع التوتر السطحي في الغشاء. قدم العلماء بذكاء نموذجًا لغشاء الخلية على شكل شطيرة ، حيث يتم لعب دور الخبز بواسطة طبقات بروتين دهني متجانسة ، وبينها بدلاً من الزبدة هو الفراغ.

في عام 1950 ، مع ظهور النظرية الإلكترونية لدانيال وداوسون ، كان من الممكن بالفعل تأكيد الملاحظات العملية - على الصور المجهرية لغشاء الخلية ، كانت طبقات من الدهون ورؤوس البروتين وأيضًا مساحة فارغة بينهما مرئية بوضوح.

في عام 1960 ، طور عالم الأحياء الأمريكي J. لذلك ، على سبيل المثال ، من وجهة نظر الخلايا ، سيكون من الصعب والمرهق نقل المواد المفيدة الضرورية عبر "الشطيرة" بأكملها

وفقط في عام 1972 ، تمكن عالما الأحياء الأمريكيان S. Singer و G.Nicholson من شرح التناقضات في نظرية روبرتسون بمساعدة نموذج فسيفساء سائل جديد لغشاء الخلية. على وجه الخصوص ، وجدوا أن غشاء الخلية ليس متجانسًا في التركيب ، علاوة على أنه غير متماثل ومليء بالسائل. علاوة على ذلك ، الخلايا في حركة مستمرة. والبروتينات سيئة السمعة التي يتكون منها غشاء الخلية لها هياكل ووظائف مختلفة.

خصائص ووظائف غشاء الخلية

الآن دعونا نلقي نظرة على الوظائف التي يؤديها غشاء الخلية:

وظيفة الحاجز لغشاء الخلية - الغشاء ، كحارس حدود حقيقي ، يقف حراسة على حدود الخلية ، مما يؤخر ، ولا يسمح بمرور الجزيئات الضارة أو ببساطة غير المناسبة

وظيفة النقل لغشاء الخلية - الغشاء ليس فقط حارس حدود عند بوابات الخلية ، ولكنه أيضًا نوع من نقاط التفتيش الجمركية ، والتي يمر من خلالها تبادل المواد المفيدة مع الخلايا الأخرى والبيئة باستمرار.

وظيفة المصفوفة - غشاء الخلية هو الذي يحدد الموقع بالنسبة لبعضهم البعض ، وينظم التفاعل بينهم.

الوظيفة الميكانيكية - مسؤولة عن تقييد خلية من أخرى وبالتوازي عن الاتصال الصحيح للخلايا مع بعضها البعض ، لتكوينها في نسيج متجانس.

الوظيفة الوقائية لغشاء الخلية هي الأساس لبناء درع واقي للخلية. في الطبيعة ، يمكن تمثيل هذه الوظيفة بالخشب الصلب ، والجلد الكثيف ، والغطاء الواقي ، وكل ذلك بسبب الوظيفة الوقائية للغشاء.

الوظيفة الأنزيمية هي وظيفة أخرى وظيفة مهمةبواسطة بعض بروتينات الخلية. على سبيل المثال ، بسبب هذه الوظيفة ، يحدث تخليق إنزيمات الجهاز الهضمي في ظهارة الأمعاء.

بالإضافة إلى كل هذا ، يتم استقلاب الخلية من خلال غشاء الخلية ، والذي يمكن أن يحدث من خلال ثلاث تفاعلات مختلفة:

البلعمة هو تبادل خلوي تلتقط فيه الخلايا البلعمية الموجودة في الغشاء وتهضم العناصر الغذائية المختلفة.
كثرة الخلايا - هي عملية الالتقاط بواسطة غشاء الخلية ، جزيئات السوائل التي تتلامس معها. للقيام بذلك ، تتشكل محلاق خاصة على سطح الغشاء ، والتي يبدو أنها تحيط بقطرة من السائل ، مكونة فقاعة ، "يبتلعها" الغشاء فيما بعد.
خروج الخلايا - هو عملية عكسية ، عندما تطلق الخلية سائل وظيفي إفرازي عبر الغشاء إلى السطح.

هيكل غشاء الخلية

هناك ثلاث فئات من الدهون في غشاء الخلية:

الفسفوليبيدات (مزيج من الدهون والفوسفور) ،
جليكوليبيدات (مزيج من الدهون والكربوهيدرات) ،
الكوليسترول.

تتكون الفسفوليبيدات والجليكوليبيدات ، بدورها ، من رأس محب للماء ، يمتد فيه ذيلان طويلين كارهين للماء. من ناحية أخرى ، يحتل الكوليسترول الفراغ بين هذه الذيل ويمنعها من الانحناء ، كل هذا في بعض الحالات يجعل غشاء بعض الخلايا شديد الصلابة. بالإضافة إلى كل هذا ، فإن جزيئات الكوليسترول تنظم بنية غشاء الخلية.

ولكن كن على هذا النحو ، ولكن معظم جزء مهمهيكل غشاء الخلية عبارة عن بروتين ، وبصورة أدق ، بروتينات مختلفة تلعب دورًا مختلفًا أدوار مهمة. على الرغم من تنوع البروتينات الموجودة في الغشاء ، إلا أن هناك شيئًا يوحدها - توجد الدهون الحلقية حول جميع بروتينات الغشاء. الدهون الحلقية هي دهون منظمة خاصة تعمل كنوع من الغلاف الواقي للبروتينات ، والتي بدونها لن تعمل ببساطة.

يتكون هيكل غشاء الخلية من ثلاث طبقات: أساس غشاء الخلية عبارة عن طبقة دهنية سائلة متجانسة. تغطيها البروتينات على كلا الجانبين مثل الفسيفساء. إنها البروتينات التي ، بالإضافة إلى الوظائف المذكورة أعلاه ، تلعب أيضًا دور القنوات الغريبة التي تمر عبرها المواد عبر الغشاء غير قادرة على اختراق الطبقة السائلة من الغشاء. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، أيونات البوتاسيوم والصوديوم ؛ لاختراقها من خلال الغشاء ، توفر الطبيعة قنوات أيونية خاصة لأغشية الخلايا. بمعنى آخر ، توفر البروتينات نفاذية أغشية الخلايا.

إذا نظرنا إلى غشاء الخلية من خلال مجهر ، فسنرى طبقة من الدهون تكونت من جزيئات كروية صغيرة تطفو عليها البروتينات مثل البحر. الآن أنت تعرف ما هي المواد التي تشكل جزءًا من غشاء الخلية.

غشاء الخلية ، فيديو

وفي الختام فيديو تعليميحول غشاء الخلية.

غشاء الخلية.
يفصل غشاء الخلية محتويات أي خلية عن البيئة الخارجية ، مما يضمن سلامتها ؛ ينظم التبادل بين الخلية والبيئة ؛ تقسم الأغشية داخل الخلايا الخلية إلى مقصورات مغلقة متخصصة - مقصورات أو عضيات ، يتم فيها الحفاظ على ظروف بيئية معينة.
بنية.
غشاء الخلية عبارة عن طبقة مزدوجة (ثنائية الطبقة) من جزيئات فئة الدهون (الدهون) ، ومعظمها يسمى الدهون المعقدة - الفوسفوليبيدات. تحتوي جزيئات الدهون على جزء محب للماء ("رأس") وجزء كاره للماء ("ذيل"). أثناء تكوين الأغشية ، تتحول الأجزاء الكارهة للماء من الجزيئات إلى الداخل ، بينما تتحول الأجزاء المحبة للماء إلى الخارج. الأغشية هي هياكل متشابهة جدا في الكائنات الحية المختلفة. سمك الغشاء 7-8 نانومتر. (10-9 أمتار)
محبة الماء- قدرة المادة على التبليل بالماء.
كره الماء- عدم قدرة المادة على التبليل بالماء.
يشمل الغشاء البيولوجي أيضًا بروتينات مختلفة:
- لا يتجزأ (اختراق الغشاء من خلال)
- شبه متكامل (مغمور في أحد طرفيه في الطبقة الدهنية الخارجية أو الداخلية)
- سطحي (موجود على السطح الخارجي أو المجاور للجوانب الداخلية للغشاء).
بعض البروتينات هي نقاط التلامس بين غشاء الخلية والهيكل الخلوي داخل الخلية وجدار الخلية (إن وجد) بالخارج.
الهيكل الخلوي- سقالة الخلية داخل الزنزانة.
المهام.
1) الحاجز- يوفر التمثيل الغذائي المنظم والانتقائي والسلبي والنشط مع البيئة.
2) النقل- من خلال الغشاء ، يتم نقل المواد داخل وخارج الخلية.المصفوفة - توفر موقعًا نسبيًا واتجاه بروتينات الغشاء ، وتفاعلها الأمثل.
3) ميكانيكي- يضمن استقلالية الخلية وتركيباتها داخل الخلايا وكذلك الاتصال بالخلايا الأخرى (في الأنسجة) وتلعب المادة بين الخلايا دورًا كبيرًا في ضمان الوظيفة الميكانيكية.
4) مستقبلات- بعض البروتينات في الغشاء عبارة عن مستقبلات (جزيئات تستقبل الخلية بواسطتها إشارات معينة).
على سبيل المثال ، تعمل الهرمونات المنتشرة في الدم فقط على الخلايا المستهدفة التي لها مستقبلات مقابلة لتلك الهرمونات. الناقلات العصبية ( مواد كيميائيةتوفير نبضات عصبية) يرتبط أيضًا ببروتينات مستقبلات معينة على الخلايا المستهدفة.
الهرمونات- المواد الكيميائية إشارات نشطة بيولوجيا.
5) أنزيميةغالبًا ما تكون بروتينات الغشاء إنزيمات. على سبيل المثال ، تحتوي أغشية البلازما للخلايا الظهارية المعوية على إنزيمات هضمية.
6) تنفيذ توليد وتوصيل القدرات الحيوية.
بمساعدة الغشاء ، يتم الحفاظ على تركيز ثابت للأيونات في الخلية: تركيز أيون K + داخل الخلية أعلى بكثير من تركيزه في الخارج ، وتركيز Na أقل بكثير ، وهو أمر مهم للغاية ، لأن هذا يحافظ على فرق الجهد عبر الغشاء ويولد نبضة عصبية.
نبض العصب – موجة من الإثارة تنتقل عبر الألياف العصبية.
7) وسم الخلية- توجد مستضدات على الغشاء تعمل كعلامات - "ملصقات" تسمح لك بتحديد الخلية. هذه هي البروتينات السكرية (أي البروتينات ذات السلاسل الجانبية قليلة السكاريد المتفرعة المرتبطة بها) التي تلعب دور "الهوائيات". نظرًا لعدد لا يحصى من تكوينات السلسلة الجانبية ، فمن الممكن عمل علامة محددة لكل نوع خلية. بمساعدة الواسمات ، يمكن للخلايا التعرف على الخلايا الأخرى والعمل بالتنسيق معها ، على سبيل المثال ، عند تكوين الأعضاء والأنسجة. كما يسمح للجهاز المناعي بالتعرف على المستضدات الأجنبية.
ميزات النفاذية.
تتمتع أغشية الخلايا بنفاذية انتقائية: فهي تخترقها ببطء بطرق مختلفة:
الجلوكوز هو المصدر الرئيسي للطاقة.

الأحماض الأمينية هي اللبنات الأساسية التي تتكون منها جميع البروتينات في الجسم.

الأحماض الدهنية - الوظائف الهيكلية والطاقة وغيرها.

الجلسرين - يجعل الجسم يحتفظ بالماء ويقلل من إنتاج البول.

الأيونات هي إنزيمات للتفاعلات.

علاوة على ذلك ، فإن الأغشية نفسها تنظم هذه العملية بفاعلية إلى حد ما - فبعض المواد تمر عبرها بينما لا تمر مواد أخرى. توجد أربع آليات رئيسية لدخول المواد إلى الخلية أو إزالتها من الخلية إلى الخارج:
آليات النفاذية السلبية:
1) الانتشار.
أحد أشكال هذه الآلية هو الانتشار الميسر ، حيث يساعد جزيء معين مادة ما على المرور عبر الغشاء. قد يحتوي هذا الجزيء على قناة تسمح فقط بنوع واحد من المواد بالمرور.
انتشار-عملية الاختراق المتبادل لجزيئات مادة واحدة بين جزيئات مادة أخرى.
التنافذ– عملية الانتشار في اتجاه واحد من خلال غشاء نصف نافذ من جزيئات المذيب نحو تركيز أعلى من المذاب.
يكون الغشاء المحيط بخلية الدم الطبيعية منفذًا فقط لجزيئات الماء والأكسجين وبعض العناصر الغذائية المذابة في الدم ومنتجات الفضلات الخلوية.
آليات النفاذية النشطة:
1) النقل النشط.
النقل النشط– نقل مادة من منطقة منخفضة التركيز إلى منطقة عالية التركيز.
يتطلب النقل النشط طاقة ، حيث ينتقل من منطقة منخفضة التركيز إلى منطقة عالية التركيز. توجد بروتينات خاصة بالمضخة على الغشاء تضخ بنشاط أيونات البوتاسيوم (K +) في الخلية وتضخ أيونات الصوديوم (Na +) منها ، ويعمل ATP كطاقة.
ATP– مصدر عالمي للطاقة لجميع العمليات البيوكيميائية. .(أكثر في وقت لاحق)
2) الالتقام.
يمكن للجسيمات التي لا تستطيع لسبب ما عبور غشاء الخلية ، ولكنها ضرورية للخلية ، أن تخترق الغشاء عن طريق الالتقام الخلوي.
الالتقام– عملية امتصاص الخلية للمواد الخارجية.
ترجع النفاذية الانتقائية للغشاء أثناء النقل السلبي إلى قنوات خاصة - بروتينات متكاملة. تخترق الغشاء من خلاله وتشكل نوعًا من الممر. العناصر K و Na و Cl لها قنواتها الخاصة. فيما يتعلق بتدرج التركيز ، تتحرك جزيئات هذه العناصر داخل وخارج الخلية. عندما تتهيج ، تنفتح قنوات أيون الصوديوم ، ويحدث تدفق حاد لأيونات الصوديوم إلى الخلية. ينتج عن هذا عدم توازن في إمكانات الغشاء. ثم غشاء المحتملةيتم استعادته. تكون قنوات البوتاسيوم مفتوحة دائمًا ، والتي من خلالها تدخل أيونات البوتاسيوم الخلية ببطء.
هيكل الغشاء
نفاذية
النقل النشط
التنافذ
الالتقام