Struktura stanične membrane i njene funkcije. Koja je funkcija stanične membrane - njena svojstva i funkcije

tekstualna_polja

arrow_upward

Ćelije su odvojene od unutrašnje okruženje tjelesnu ćeliju ili plazma membranu.

Membrana obezbeđuje:

1) Selektivno prodiranje u i iz ćelije molekula i jona neophodnih za obavljanje specifičnih ćelijskih funkcija;
2) Selektivni transport jona kroz membranu, održavajući transmembransku razliku električnog potencijala;
3) Specifičnosti međućelijskih kontakata.

Zbog prisustva u membrani brojnih receptora koji percipiraju hemijske signale – hormone, medijatore i druge biološki aktivne supstance, u stanju je promijeniti metaboličku aktivnost ćelije. Membrane pružaju specifičnost imunoloških manifestacija zbog prisustva antigena na njima - struktura koje uzrokuju stvaranje antitijela koja se mogu specifično vezati za ove antigene.
Jedro i organele ćelije su takođe odvojeni od citoplazme membranama koje sprečavaju slobodno kretanje voda i tvari otopljene u njoj iz citoplazme do njih i obrnuto. Ovo stvara uslove za odvajanje bio hemijski procesi teče u različitim odjeljcima (odjeljcima) unutar ćelije.

struktura ćelijske membrane

tekstualna_polja

arrow_upward

Ćelijska membrana je elastična struktura, debljine od 7 do 11 nm (slika 1.1). Sastoji se uglavnom od lipida i proteina. Od 40 do 90% svih lipida čine fosfolipidi - fosfatidilholin, fosfatidiletanolamin, fosfatidilserin, sfingomijelin i fosfatidilinozitol. Važna komponenta membrane su glikolipidi predstavljeni cerebrozidima, sulfatidima, gangliozidima i holesterolom.

Rice. 1.1 Organizacija membrane.

Glavna struktura ćelijske membrane je dvostruki sloj molekula fosfolipida. Zbog hidrofobnih interakcija, ugljikohidratni lanci molekula lipida drže se jedan blizu drugog u produženom stanju. Grupe fosfolipidnih molekula oba sloja stupaju u interakciju s proteinskim molekulima uronjenim u lipidnu membranu. Zbog činjenice da je većina lipidnih komponenti dvosloja u tečnom stanju, membrana je pokretljiva i valovita. Njegovi dijelovi, kao i proteini uronjeni u lipidni dvosloj, miješat će se iz jednog dijela u drugi. Mobilnost (fluidnost) ćelijskih membrana olakšava transport tvari kroz membranu.

proteini ćelijske membrane predstavljeni uglavnom glikoproteinima. razlikovati:

integralni proteini prodire kroz cijelu debljinu membrane i
perifernih proteina pričvršćena samo na površinu membrane, uglavnom na njen unutrašnji dio.

Periferni proteini gotovo svi funkcionišu kao enzimi (acetilkolinesteraza, kisela i alkalna fosfataza, itd.). Ali neke enzime predstavljaju i integralni proteini - ATPaza.

integralni proteini osiguravaju selektivnu razmjenu jona kroz membranske kanale između ekstracelularne i intracelularne tekućine, a djeluju i kao proteini - nosioci velikih molekula.

Membranski receptori i antigeni mogu biti predstavljeni i integralnim i perifernim proteinima.

Pripadaju proteini koji se nalaze uz membranu sa citoplazmatske strane ćelijski citoskelet . Mogu se vezati za membranske proteine.

dakle, proteinska traka 3 (broj trake tokom elektroforeze proteina) membrana eritrocita se kombinuje u ansambl sa drugim molekulima citoskeleta – spektrinom preko proteina male molekularne težine ankirina (slika 1.2).

Rice. 1.2 Shema rasporeda proteina u membranskom citoskeletu eritrocita.
1 - spektrin; 2 - ankirin; 3 - proteinska traka 3; 4 - proteinska traka 4,1; 5 - proteinska traka 4,9; 6 - aktin oligomer; 7 - protein 6; 8 - gpikoforin A; 9 - membrana.

Spectrin je glavni protein citoskeleta, koji čini dvodimenzionalnu mrežu za koju je vezan aktin.

actin formira mikrofilamente, koji su kontraktilni aparat citoskeleta.

citoskelet omogućava ćeliji da pokaže fleksibilno elastična svojstva, daje dodatnu čvrstoću membrani.

Većina integralnih proteina su glikoproteini. Njihov ugljikohidratni dio strši iz ćelijske membrane prema van. Mnogi glikoproteini imaju veliki negativni naboj zbog značajnog sadržaja sijalične kiseline (na primjer, molekula glikoforina). Obezbeđuje površine većine ćelija negativni naboj, pomaže u odbijanju drugih negativno nabijenih objekata. Ugljikohidratne izbočine glikoproteina nose antigene krvne grupe, druge antigene determinante ćelije i djeluju kao receptori za vezanje hormona. Glikoproteini formiraju adhezivne molekule koje uzrokuju da se stanice međusobno vežu, tj. bliski međućelijski kontakti.

Osobine metabolizma u membrani

tekstualna_polja

arrow_upward

Komponente membrane podliježu mnogim metaboličkim transformacijama pod utjecajem enzima koji se nalaze na njihovoj membrani ili unutar nje. Tu spadaju oksidativni enzimi koji igraju važnu ulogu u modifikaciji hidrofobnih elemenata membrane - holesterola itd. U membranama, kada se aktiviraju enzimi - fosfolipaze, iz arahidonske kiseline nastaju biološki aktivni spojevi - prostaglandini i njihovi derivati. Kao rezultat aktivacije metabolizma fosfolipida u membrani nastaju tromboksani i leukotrieni koji snažno djeluju na adheziju trombocita, upalu itd.

Membrana stalno prolazi kroz procese obnavljanja svojih komponenti. . Dakle, životni vijek membranskih proteina kreće se od 2 do 5 dana. Međutim, u ćeliji postoje mehanizmi koji osiguravaju isporuku novosintetiziranih proteinskih molekula do membranskih receptora, što olakšava ugradnju proteina u membranu. "Prepoznavanje" ovog receptora od strane novosintetizovanog proteina je olakšano formiranjem signalnog peptida, koji pomaže u pronalaženju receptora na membrani.

Membranski lipidi također imaju značajnu brzinu metabolizma., što je potrebno za sintezu ovih komponenti membrane veliki broj masne kiseline.
Na specifičnosti lipidnog sastava ćelijskih membrana utječu promjene u čovjekovom okruženju i priroda njegove prehrane.

Na primjer, povećanje količine masnih kiselina u ishrani sa nezasićenim vezama povećava tečno stanje lipida staničnih membrana različitih tkiva, dovodi do promjene omjera fosfolipida prema sfingomijelinima i lipida prema proteinima što je povoljno za funkciju stanične membrane.

Višak holesterola u membranama, naprotiv, povećava mikroviskoznost njihovog dvosloja fosfolipidnih molekula, smanjujući brzinu difuzije određenih supstanci kroz ćelijske membrane.

Hrana obogaćena vitaminima A, E, C, P poboljšava metabolizam lipida u membranama eritrocita, smanjuje mikroviskozitet membrane. To povećava deformabilnost eritrocita, olakšava njihov učinak transportna funkcija(Poglavlje 6).

Nedostatak masnih kiselina i holesterola u hrani remeti sastav lipida i funkciju ćelijskih membrana.

Na primjer, nedostatak masti remeti funkciju neutrofilne membrane, što inhibira njihovu sposobnost kretanja i fagocitoze (aktivno hvatanje i apsorpcija mikroskopskih stranih živih objekata i čvrstih čestica). jednoćelijskih organizama ili neke ćelije).

U regulaciji lipidnog sastava membrana i njihove permeabilnosti, regulacija proliferacije stanica igraju važnu ulogu aktivni oblici kisik koji nastaje u ćeliji povezan je s normalno nastalim metaboličkim reakcijama (mikrozomska oksidacija, itd.).

Formirane reaktivne vrste kiseonika- superoksidni radikal (O 2), vodikov peroksid (H 2 O 2) itd. su izuzetno reaktivne supstance. Njihov glavni supstrat u reakcijama oksidacije slobodnih radikala su nezasićene masne kiseline, koje su dio fosfolipida stanične membrane (tzv. reakcije peroksidacije lipida). Intenziviranje ovih reakcija može uzrokovati oštećenje stanične membrane, njene barijere, receptorske i metaboličke funkcije, modifikaciju molekula nukleinskih kiselina i proteina, što dovodi do mutacija i inaktivacije enzima.

U fiziološkim uslovima, intenziviranje peroksidacije lipida reguliše antioksidativni sistem ćelija, predstavljen enzimima koji inaktiviraju reaktivne vrste kiseonika - superoksid dismutaza, katalaza, peroksidaza i supstance sa antioksidativnim delovanjem - tokoferol (vitamin E), ubikinon itd. Izraženo zaštitno djelovanje na ćelijske membrane (citoprotektivno djelovanje) sa različitim štetnim djelovanjem na organizam, prostaglandini E i J2 imaju, "gase" aktivaciju oksidacije slobodnih radikala. Prostaglandini štite želučanu sluznicu i hepatocite od hemijskog oštećenja, neurone, neuroglijalne ćelije, kardiomiocite - od hipoksičnog oštećenja, skeletne mišiće - u teškim fizička aktivnost. Prostaglandini, vezujući se za specifične receptore na ćelijskim membranama, stabilizuju dvosloj potonjih, smanjuju gubitak fosfolipida membranama.

Funkcije membranskih receptora

tekstualna_polja

arrow_upward

Hemijski ili mehanički signal prvo percipiraju receptori ćelijske membrane. Posljedica toga je kemijska modifikacija membranskih proteina, što dovodi do aktivacije "drugih glasnika" koji osiguravaju brzo širenje signala u ćeliji do njenog genoma, enzima, kontraktilnih elemenata itd.

Šematski se transmembranska signalizacija u ćeliji može predstaviti na sljedeći način:

1) Pobuđen percipiranim signalom, receptor aktivira γ-proteine ćelijske membrane. To se događa kada vežu gvanozin trifosfat (GTP).

2) Interakcija kompleksa "GTP-y-proteini" zauzvrat aktivira enzim - prekursor sekundarnih glasnika, koji se nalazi na unutrašnjoj strani membrane.

Prekursor jednog sekundarnog glasnika - cAMP, formiranog od ATP-a, je enzim adenilat ciklaza;
Prekursor drugih sekundarnih glasnika - inozitol trifosfata i diacilglicerola, nastalih iz membranskog fosfatidilinozitol-4,5-difosfata, je enzim fosfolipaza C. Osim toga, inozitol trifosfat mobilizira još jedan sekundarni glasnik koji je gotovo uključen u stanične jone. sve regulatorne procese u ćeliji. Na primjer, nastali inozitol trifosfat uzrokuje oslobađanje kalcija iz endoplazmatskog retikuluma i povećanje njegove koncentracije u citoplazmi, uključujući i različite oblike ćelijskog odgovora. Uz pomoć inozitol trifosfata i diacilglicerola, funkciju glatkih mišića i B-ćelija pankreasa reguliše acetilkolin, faktor oslobađanja tiropin prednje hipofize, odgovor limfocita na antigen itd.
U nekim ćelijama ulogu drugog glasnika obavlja cGMP, koji nastaje iz GTP-a uz pomoć enzima gvanilat ciklaze. Služi, na primjer, kao drugi glasnik za natriuretski hormon u zidovima glatkih mišića krvni sudovi. cAMP služi kao drugi glasnik za mnoge hormone - adrenalin, eritropoetin, itd. (Poglavlje 3).

Priroda je stvorila mnoge organizme i ćelije, ali uprkos tome, struktura i večina funkcije bioloških membrana su iste, što nam omogućava da razmotrimo njihovu strukturu i proučavamo ih ključna svojstva bez vezivanja za određenu vrstu ćelija.

Šta je membrana?

Membrane su zaštitni element koji je sastavni dio ćelije svakog živog organizma.

Strukturni i funkcionalna jedinica od svih živih organizama na planeti je ćelija. Njen život je neraskidivo povezan sa okruženje sa kojima razmjenjuje energiju, informacije, materiju. Dakle, nutritivna energija neophodna za funkcionisanje ćelije dolazi izvana i troši se na provođenje njenih različitih funkcija.

Struktura najjednostavnije strukturne jedinice živog organizma: membrana organela, razne inkluzije. Okružen je membranom unutar koje se nalazi jezgro i sve organele. To su mitohondrije, lizozomi, ribozomi, endoplazmatski retikulum. Svaki strukturni element ima svoju membranu.

Uloga u životu ćelije

Biološka membrana igra kulminirajuću ulogu u strukturi i funkcionisanju elementarnog živog sistema. Okružen je samo kavez zaštitna školjka s pravom se može nazvati organizam. Proces kao što je metabolizam također se odvija zbog prisustva membrane. Ako je narušen njegov strukturni integritet, to dovodi do promjene funkcionalno stanje organizam u celini.

Ćelijska membrana i njene funkcije

Odvaja citoplazmu ćelije od spoljašnje okruženje ili iz ljuske. Ćelijska membrana osigurava pravilno obavljanje specifičnih funkcija, specifičnosti međućelijskih kontakata i imunoloških manifestacija, te podržava transmembransku razliku u električnom potencijalu. Sadrži receptore koji percipiraju hemijske signale - hormone, medijatore i druge biološki aktivne komponente. Ovi receptori mu daju još jednu sposobnost - da promijeni metaboličku aktivnost ćelije.

Funkcije membrane:

1. Aktivni prijenos supstanci.

2. Pasivni prenos supstanci:

2.1. Difuzija je jednostavna.

2.2. transport kroz pore.

2.3. Transport se vrši difuzijom nosača zajedno sa membranskom supstancom ili prenošenjem supstance duž molekularnog lanca nosača.

3. Prijenos neelektrolita zbog jednostavne i olakšane difuzije.

Struktura ćelijske membrane

Komponente ćelijske membrane su lipidi i proteini.

Lipidi: fosfolipidi, fosfatidiletanolamin, sfingomijelin, fosfatidilinozitol i fosfatidilserin, glikolipidi. Udio lipida je 40-90%.

Proteini: periferni, integralni (glikoproteini), spektrin, aktin, citoskelet.

Glavni strukturni element je dvostruki sloj fosfolipidnih molekula.

Krovna membrana: definicija i tipologija

Neka statistika. Unutar teritorije Ruska Federacija membrana kao krovni materijal koristi se ne tako davno. Udio membranskih krovova od ukupan broj mekih krovova je samo 1,5%. Više široku upotrebu u Rusiji su dobili bitumenske i mastiksne krovove. Ali unutra zapadna evropa Membranski krovovi čine 87%. Razlika je opipljiva.

U pravilu je membrana kao glavni materijal u krovnom preklopu idealna za ravne krovove. Za one sa velikim predrasudama, manje je prikladan.

Obim proizvodnje i prodaje membranskih krovova na domaćem tržištu ima pozitivan trend rasta. Zašto? Razlozi su više nego jasni:

Vijek trajanja je oko 60 godina. Zamislite, samo garantni rok upotrebe, koji je odredio proizvođač, doseže 20 godina.
Jednostavnost instalacije. Za usporedbu: ugradnja bitumenskog krova traje 1,5 puta više vremena od ugradnje membranskog poda.
Lakoća održavanja i popravki.

Debljina krovnih membrana može biti 0,8-2 mm, a prosjek Težina jednog kvadratnog metra je 1,3 kg.

Svojstva krovnih membrana:

elastičnost;
snaga;
otpornost na udar ultraljubičastih zraka i druge agresorske sredine;
otpornost na mraz;
otpornost na vatru.

Postoje tri vrste krovnih membrana. Glavna karakteristika klasifikacije je vrsta polimernog materijala koji čini osnovu platna. Dakle, krovne membrane su:

koji pripada grupi EPDM, napravljen na bazi polimerizovanog etilen-propilen-dien-monomera, drugim riječima, Prednosti: visoka čvrstoća, elastičnost, vodootpornost, ekološka prihvatljivost, niska cijena. Nedostaci: ljepljiva tehnologija za spajanje platna pomoću posebne trake, spojevi male čvrstoće. Područje primjene: koristi se kao hidroizolacijski materijal za tunelske stropove, izvore vode, skladišta otpada, umjetne i prirodne rezervoare itd.
PVC membrane. To su školjke, u čijoj se proizvodnji kao glavni materijal koristi polivinil klorid. Prednosti: UV otpornost, otpornost na vatru, širok raspon boja membranskih listova. Nedostaci: niska otpornost na bitumenske materijale, ulja, otapala; ispušta u atmosferu štetne materije; boja platna bledi tokom vremena.
TPO. Napravljen od termoplastičnih olefina. Mogu biti ojačane i neojačane. Prvi su opremljeni poliesterskom mrežom ili fiberglas tkaninom. Prednosti: ekološka prihvatljivost, izdržljivost, visoka elastičnost, otpornost na temperaturu (i na visokim i na niske temperature), zavareni spojevi šavova platna. Nedostaci: visoka cjenovna kategorija, nedostatak proizvođača na domaćem tržištu.

Profilirana membrana: karakteristike, funkcije i prednosti

Profilirane membrane su inovacija na građevinskom tržištu. Takva membrana se koristi kao hidroizolacijski materijal.

Materijal koji se koristi u proizvodnji je polietilen. Potonji je dva tipa: polietilen visokog pritiska (LDPE) i polietilen nizak pritisak(PND).

Tehničke karakteristike membrane od LDPE i HDPE

Indeks
Vlačna čvrstoća (MPa)
Zatezno izduženje (%)
Gustina (kg/m3)
Čvrstoća na pritisak (MPa)
Čvrstoća udarca (zarezana) (KJ/m²)
Modul savijanja (MPa)
tvrdoća (MPa)
Radna temperatura (˚S)	-60 do +80	-60 do +80
Dnevna stopa apsorpcije vode (%)

Profilisana membrana od polietilena visokog pritiska ima posebnu površinu - šuplje bubuljice. Visina ovih formacija može varirati od 7 do 20 mm. Unutrašnja površina membrane su glatke. To omogućava nesmetano savijanje građevinskih materijala.

Promjena oblika pojedinih dijelova membrane je isključena, jer je pritisak ravnomjerno raspoređen na cijelom njenom području zbog prisustva svih istih izbočina. Geomembrana se može koristiti kao ventilaciona izolacija. U tom slučaju je osigurana slobodna izmjena topline unutar zgrade.

Prednosti profilisanih membrana:

povećana snaga;
otpornost na toplinu;
stabilnost hemijskog i biološkog uticaja;
dug radni vek (više od 50 godina);
jednostavnost instalacije i održavanja;
pristupačna cijena.

Profilirane membrane su tri vrste:

sa jednim slojem;
sa dvoslojnim platnom = geotekstil + drenažna membrana;
sa troslojnim platnom = klizava površina + geotekstil + drenažna membrana.

Jednoslojna profilisana membrana koristi se za zaštitu glavne hidroizolacije, ugradnju i demontažu betonske pripreme zidova sa visokom vlažnošću. Prilikom opremanja koristi se dvoslojni zaštitni, a troslojni na zemljištu koje je podložno mraznom puhanju i dubokom tlu.

Područja upotrebe drenažnih membrana

Profilirana membrana nalazi svoju primjenu u sljedećim područjima:

Osnovna hidroizolacija temelja. Obezbeđuje pouzdana zaštita od destruktivnog utjecaja podzemnih voda, korijenskog sistema biljaka, slijeganja tla, mehaničkih oštećenja.
Drenaža temeljnog zida. Neutrališe uticaj podzemnih voda, padavina prenoseći ih u drenažne sisteme.
Horizontalni tip - zaštita od deformacija zbog strukturnih karakteristika.
Analog pripreme betona. Koristi se u slučaju građevinskih radova na izgradnji objekata u zoni niske podzemne vode, u slučajevima kada se koristi horizontalna hidroizolacija za zaštitu od kapilarne vlage. Također, funkcije profilirane membrane uključuju nepropusnost cementnog mlijeka u tlo.
Ventilacija zidnih površina sa visokim nivoom vlage. Može se ugraditi i na unutrašnju i na vanjsku stranu prostorije. U prvom slučaju se aktivira cirkulacija vazduha, a drugi obezbeđuje optimalnu vlažnost i temperaturu.
Polovan obrnuti krov.

Super difuzna membrana

Superdifuzijska membrana je materijal nove generacije čija je glavna namjena zaštita elemenata krovne konstrukcije od pojava vjetra, padavina i pare.

Proizvodnja zaštitnog materijala zasniva se na upotrebi netkanih, gustih vlakana Visoka kvaliteta. Na domaćem tržištu popularna je troslojna i četveroslojna membrana. Recenzije stručnjaka i potrošača potvrđuju da što je više slojeva u osnovi dizajna, to su jače njegove zaštitne funkcije, a time i veća energetska učinkovitost prostorije u cjelini.

Ovisno o vrsti krova, karakteristikama njegovog dizajna, klimatskim uslovima, proizvođači preporučuju davanje prednosti jednoj ili drugoj vrsti difuzijskih membrana. Dakle, postoje za kosi krov složenih i jednostavnih konstrukcija, za krovove sa minimalnim nagibom, za preklopljene krovove itd.

Superdifuziona membrana se postavlja direktno na toplotnoizolacioni sloj, pod od dasaka. Nema potrebe za ventilacijskim otvorom. Materijal je pričvršćen posebnim nosačima ili čeličnim čavlima. Rubovi difuzijskih listova su spojeni.Radovi se mogu izvoditi i sa ekstremnim uslovima: u at jaki udari vetar itd.

Osim toga, predmetni premaz se može koristiti kao privremeni krovni pokrivač.

PVC membrane: suština i namjena

PVC membrane su krovni materijal izrađen od polivinil hlorida i imaju elastična svojstva. Takav moderan krovni materijal u potpunosti je zamijenio analoge bitumenskih valjaka, koji imaju značajan nedostatak - potrebu za sustavnim održavanjem i popravkom. Izlaziti s karakteristike PVC membrane omogućavaju im upotrebu prilikom izvođenja radova na popravci starih krovova ravnog tipa. Koriste se i kod postavljanja novih krovova.

Krov od takvog materijala jednostavan je za korištenje, a njegova montaža je moguća na bilo koju vrstu površine, u bilo koje doba godine i pod bilo kojim vremenskim uvjetima. PVC membrana ima sledeća svojstva:

snaga;
stabilnost pri izloženosti UV zracima, raznim vrstama padavina, tačkastim i površinskim opterećenjima.

To je zahvaljujući njihovoj jedinstvena svojstva PVC membrane će vam vjerno služiti dugi niz godina. Period korištenja takvog krova jednak je periodu eksploatacije samog objekta, dok valjani krovni materijali zahtijevaju redovne popravke, au nekim slučajevima i demontažu i postavljanje novog poda.

Između sebe, PVC membranski listovi su povezani zavarivanjem na vrući dah, čija je temperatura u rasponu od 400-600 stepeni Celzijusa. Ova veza je potpuno zapečaćena.

Prednosti PVC membrana

Njihove prednosti su očigledne:

fleksibilnost krovnog sistema, koji je najviše u skladu sa projektom izgradnje;
izdržljiv, hermetički nepropusni spojni šav između listova membrane;
savršena tolerancija na klimatske promjene, vremenskim uvjetima, temperatura, vlažnost;
povećana paropropusnost, što doprinosi isparavanju vlage nakupljene u podkrovnom prostoru;
mnoge opcije boja;
svojstva za gašenje požara;
sposobnost održavanja izvornih svojstava i izgleda dugo vremena;
PVC membrana je apsolutno ekološki materijal, što je potvrđeno relevantnim certifikatima;
proces instalacije je mehaniziran, tako da neće potrajati mnogo vremena;
pravila rada dozvoljavaju ugradnju raznih arhitektonskih dodataka direktno na sam krov od PVC membrane;
jednoslojni stil će vam uštedjeti novac;
jednostavnost održavanja i popravke.

Membranska tkanina

Membranska tkanina poznata je tekstilnoj industriji dugo vremena. Od ovog materijala izrađuju se obuća i odjeća: za odrasle i djecu. Membrana - osnova membranske tkanine, predstavljena u obliku tankog polimernog filma i koja ima karakteristike kao što su vodootpornost i paropropusnost. Za proizvodnju ovog materijala ovaj film je prekriven vanjskim i unutrašnjim zaštitni slojevi. Njihovu strukturu određuje sama membrana. Ovo se radi kako bi se sve sačuvalo korisna svojstvačak i ako je oštećen. Drugim riječima, membranska odjeća se ne smoči kada je izložena padavinama u obliku snijega ili kiše, ali u isto vrijeme savršeno propušta paru iz tijela u vanjsko okruženje. Ova propusnost omogućava koži da diše.

Uzimajući u obzir sve navedeno, možemo zaključiti da se od takve tkanine pravi idealna zimska odjeća. Membrana, koja se nalazi u osnovi tkanine, može biti:

sa porama;
bez pora;
kombinovano.

Teflon je uključen u sastav membrana sa mnogo mikropora. Dimenzije takvih pora ne dostižu ni dimenzije kapi vode, već su veće od molekule vode, što ukazuje na vodootpornost i sposobnost uklanjanja znoja.

Membrane koje nemaju pore obično su napravljene od poliuretana. Njihov unutrašnji sloj koncentriše sve izlučevine znoja i masti iz ljudskog tijela i istiskuje ih van.

Struktura kombinovane membrane podrazumeva prisustvo dva sloja: poroznog i glatkog. Ova tkanina ima visoke kvalitete i trajat će dugi niz godina.

Zahvaljujući ovim prednostima, odjeća i obuća od membranskih tkanina dizajnirana za nošenje u zimskom periodu je izdržljiva, ali lagana i savršeno štiti od mraza, vlage i prašine. Mnogima su jednostavno neizostavni aktivne vrste zimska rekreacija, planinarenje.

Na otvorenom stanične membrane(plazmalema, citolema, plazma membrana) životinjskih ćelija prekriven izvana (tj. na strani koja nije u kontaktu s citoplazmom) slojem oligosaharidnih lanaca kovalentno vezanih za membranske proteine (glikoproteine) i, u manjoj mjeri, za lipide (glikolipide). Ova ugljikohidratna prevlaka membrane se zove glikokaliks. Svrha glikokaliksa još nije sasvim jasna; postoji pretpostavka da ova struktura učestvuje u procesima međućelijskog prepoznavanja.

U biljnim ćelijama na vrhu vanjske stanične membrane nalazi se gusti sloj celuloze s porama kroz koje se komunikacija između susjednih stanica odvija preko citoplazmatskih mostova.

Ćelije pečurke na vrhu plazmaleme - gust sloj hitin.

At bakterije – mureina.

Svojstva bioloških membrana

1. Sposobnost samosastavljanja nakon destruktivnih uticaja. Ovo svojstvo je određeno fizičko-hemijskim karakteristikama molekula fosfolipida, koji se u vodenoj otopini spajaju tako da se hidrofilni krajevi molekula okreću prema van, a hidrofobni prema unutra. Proteini se mogu ugraditi u gotove fosfolipidne slojeve. Sposobnost samosastavljanja je neophodna na ćelijskom nivou.

2. Polupropusnost(selektivnost u prenošenju jona i molekula). Osigurava održavanje postojanosti jonskog i molekularnog sastava u ćeliji.

3. Fluidnost membrane. Membrane nisu krute strukture; one stalno fluktuiraju zbog rotacijskih i oscilatornih kretanja molekula lipida i proteina. Ovo osigurava visoku stopu enzimskih i drugih hemijskih procesa u membranama.

4. Fragmenti membrana nemaju slobodne krajeve, jer su zatvoreni u mehuriće.

Funkcije vanjske ćelijske membrane (plazmalema)

Glavne funkcije plazmaleme su sledeće: 1) barijera, 2) receptor, 3) razmena, 4) transport.

1. barijerna funkcija. Izražava se u činjenici da plazmalema ograničava sadržaj ćelije, odvajajući je od spoljašnje sredine, a intracelularne membrane dele citoplazmu u zasebne reakcionarne pretinci.

2. funkciju receptora. Jedna od najvažnijih funkcija plazmaleme je da obezbedi komunikaciju (vezu) ćelije sa spoljašnjom sredinom preko receptorskog aparata koji se nalazi u membranama, koji ima proteinsku ili glikoproteinsku prirodu. Glavna funkcija receptorskih formacija plazmaleme je prepoznavanje vanjskih signala, zbog čega su stanice ispravno orijentirane i formiraju tkiva u procesu diferencijacije. Aktivnost različitih regulatornih sistema, kao i formiranje imunološkog odgovora, povezana je sa funkcijom receptora.

funkcija razmene određuje se sadržajem proteina enzima u biološkim membranama, koje su biološki katalizatori. Njihova aktivnost varira u zavisnosti od pH sredine, temperature, pritiska, koncentracije i supstrata i samog enzima. Enzimi određuju intenzitet ključnih reakcija metabolizam, kao i orijentacija.

Transportna funkcija membrana. Membrana omogućava selektivno prodiranje različitih hemikalija u ćeliju i iz ćelije u okolinu. Transport supstanci je neophodan za održavanje odgovarajućeg pH u ćeliji, odgovarajuće koncentracije jona, što obezbeđuje efikasnost ćelijskih enzima. Transport opskrbljuje hranjive tvari koje služe kao izvor energije, kao i materijal za formiranje različitih ćelijskih komponenti. Utvrđuje uklanjanje toksičnog otpada iz ćelije, lučenje različitih korisnih supstanci i stvaranje ionskih gradijenata neophodnih za nervnu i mišićnu aktivnost.Promene brzine prenosa supstanci mogu dovesti do poremećaja bioenergetskih procesa, metabolizma vode i soli. , razdražljivost i drugi procesi. Korekcija ovih promjena je u osnovi djelovanja mnogih lijekova.

Postoje dva glavna načina na koje supstance ulaze u ćeliju i izlaze iz ćelije u spoljašnju sredinu;

pasivni transport,

aktivni transport.

Pasivni transport ide duž gradijenta hemijske ili elektrohemijske koncentracije bez trošenja ATP energije. Ako molekula transportirane tvari nema naboj, tada je smjer pasivnog transporta određen samo razlikom koncentracije ove tvari na obje strane membrane (hemijski koncentracijski gradijent). Ako je molekul nabijen, tada na njegov transport utječu i gradijent kemijske koncentracije i električni gradijent (membranski potencijal).

Oba gradijenta zajedno čine elektrohemijski gradijent. Pasivni transport tvari može se izvesti na dva načina: jednostavnom difuzijom i olakšanom difuzijom.

Sa jednostavnom difuzijom joni soli i voda mogu prodrijeti kroz selektivne kanale. Ove kanale formiraju neki transmembranski proteini koji formiraju transportne puteve od kraja do kraja koji su otvoreni trajno ili samo na kratko. Kroz selektivne kanale prodiru različiti molekuli koji imaju veličinu i naboj koji odgovaraju kanalima.

Postoji još jedan način jednostavne difuzije - to je difuzija tvari kroz lipidni dvosloj, kroz koji lako prolaze tvari topljive u mastima i voda. Lipidni dvosloj je nepropustan za nabijene molekule (jone), a u isto vrijeme, nenabijene male molekule mogu slobodno difundirati, a što je molekul manji, to se brže transportuje. Prilično visoka brzina difuzije vode kroz lipidni dvosloj je upravo zbog male veličine njegovih molekula i odsustva naboja.

Sa olakšanom difuzijom proteini su uključeni u transport supstanci - nosača koji rade po principu "ping-ponga". U ovom slučaju, protein postoji u dva konformaciona stanja: u "pong" stanju, mjesta vezivanja transportirane tvari su otvorena na vanjskoj strani dvosloja, a u "ping" stanju, ista mjesta se otvaraju na drugom strana. Ovaj proces je reverzibilan. S koje strane će mjesto vezivanja neke tvari biti otvoreno u datom trenutku ovisi o gradijentu koncentracije ove tvari.

Na taj način šećeri i aminokiseline prolaze kroz membranu.

Sa olakšanom difuzijom, brzina transporta supstanci se značajno povećava u poređenju sa jednostavnom difuzijom.

Pored proteina nosača, neki antibiotici, kao što su gramicidin i valinomicin, su uključeni u olakšanu difuziju.

Budući da obezbeđuju transport jona, nazivaju se jonofori.

Aktivan transport supstanci u ćeliji. Ova vrsta transporta uvijek dolazi sa troškovima energije. Izvor energije potrebne za aktivni transport je ATP. Karakteristična karakteristika ove vrste transporta je da se obavlja na dva načina:

uz pomoć enzima zvanih ATPaze;

transport u membranskom pakovanju (endocitoza).

AT vanjska ćelijska membrana sadrži enzimske proteine kao što su ATPaze,čija je funkcija obezbjeđivanje aktivnog transporta joni protiv gradijenta koncentracije. Pošto obezbeđuju transport jona, ovaj proces se naziva jonska pumpa.

Postoje četiri glavna sistema za transport jona u životinjskoj ćeliji. Tri od njih obezbeđuju prenos kroz biološke membrane Na+ i K+, Ca+, H+, a četvrta - prenos protona tokom rada mitohondrijalnog respiratornog lanca.

Primjer aktivnog mehanizma transporta jona je natrijum-kalijum pumpa u životinjskim ćelijama. Održava stalnu koncentraciju jona natrijuma i kalija u ćeliji, što se razlikuje od koncentracije ovih supstanci u okolini: normalno je u ćeliji manje jona natrijuma nego u okolini, a više kalija.

Kao rezultat toga, prema zakonima jednostavne difuzije, kalij ima tendenciju da napusti ćeliju, a natrijum difundira u ćeliju. Za razliku od jednostavne difuzije, natrijum-kalijum pumpa neprestano ispumpava natrijum iz ćelije i ubrizgava kalijum: za tri izbačena molekula natrijuma, u ćeliju se unose dva molekula kalijuma.

Ovaj transport natrijum-kalijum jona obezbeđuje enzim ovisan o ATP-u, koji je lokalizovan u membrani tako da prodire u celu njenu debljinu.Natrijum i ATP ulaze u ovaj enzim iz unutrašnjosti membrane, a kalijum iz membrane. vani.

Prijenos natrijuma i kalija kroz membranu nastaje kao rezultat konformacijskih promjena kojima prolazi natrijum-kalijum-ovisna ATPaza, koja se aktivira kada se koncentracija natrijuma unutar ćelije ili kalija u okolini poveća.

Za napajanje ove pumpe potrebna je ATP hidroliza. Ovaj proces obezbeđuje isti enzim natrijum-kalijum zavisna ATP-aza. Istovremeno, više od jedne trećine ATP-a koji potroši životinjska stanica u mirovanju troši se na rad natrijuma - kalijum pumpa.

Kršenje pravilnog rada natrijum-kalijum pumpe dovodi do raznih teških bolesti.

Efikasnost ove pumpe prelazi 50%, što ne postižu najnaprednije mašine koje je stvorio čovek.

Mnogi aktivni transportni sistemi se pokreću energijom pohranjenom u jonskim gradijentima, a ne direktnom hidrolizom ATP-a. Svi oni rade kao kotransportni sistemi (olakšavajući transport jedinjenja male molekularne težine). Na primjer, aktivni transport određenih šećera i aminokiselina u životinjske stanice određen je gradijentom natrijum jona, a što je veći gradijent natrijum jona, to je veća brzina apsorpcije glukoze. Suprotno tome, ako se koncentracija natrijuma u međućelijskom prostoru značajno smanji, transport glukoze prestaje. U ovom slučaju, natrijum se mora pridružiti proteinu nosaču glukoze zavisnom od natrijuma, koji ima dva mesta vezivanja: jedno za glukozu, drugo za natrijum. Ioni natrija koji prodiru u ćeliju doprinose uvođenju proteina nosača u ćeliju zajedno s glukozom. Joni natrijuma koji su ušli u ćeliju zajedno s glukozom, ispumpavaju se natrag pomoću ATPaze ovisne o natrijumu, koja, održavajući gradijent koncentracije natrijuma, indirektno kontroliše transport glukoze.

Transport tvari u membranskoj ambalaži. Veliki molekuli biopolimera praktično ne mogu prodrijeti kroz plazmalemu ni jednim od gore opisanih mehanizama transporta tvari u ćeliju. Ćelija ih hvata i apsorbuje u membranski paket, koji se tzv endocitoza. Potonji se formalno dijeli na fagocitozu i pinocitozu. Zahvatanje čvrstih čestica od strane ćelije je fagocitoza i tečni - pinocitoza. Tokom endocitoze primećuju se sledeće faze:

prijem apsorbirane supstance zbog receptora u ćelijskoj membrani;

invaginacija membrane sa stvaranjem mjehurića (vezikula);

odvajanje endocitne vezikule od membrane uz utrošak energije - formiranje fagosoma i obnavljanje integriteta membrane;

Fuzija fagosoma sa lizozomom i formiranje fagolizozomi (digestivna vakuola) u kojem dolazi do varenja apsorbiranih čestica;

uklanjanje nesvarenog materijala u fagolizozomu iz ćelije ( egzocitoza).

U životinjskom svijetu endocitoza je karakterističan način ishrane mnogih jednoćelijskih organizama (na primjer, u amebama), a među višećelijskim organizmima ova vrsta probave čestica hrane nalazi se u endodermalnim stanicama kod koelenterata. Što se tiče sisara i ljudi, oni imaju retikulo-histio-endotelni sistem ćelija sa sposobnošću endocitoze. Primjeri su leukociti u krvi i Kupfferove ćelije jetre. Potonji oblažu takozvane sinusne kapilare jetre i hvataju različite strane čestice suspendirane u krvi. Egzocitoza- ovo je i način uklanjanja iz ćelije višećelijskog organizma supstrata koji on luči, a koji je neophodan za rad drugih ćelija, tkiva i organa.

Nikome nije tajna da su sva živa bića na našoj planeti sastavljena od svojih ćelija, ovih bezbrojnih "" organskih materija. Ćelije su pak okružene posebnom zaštitnom membranom – membranom koja igra veoma važnu ulogu u životu ćelije, a funkcije ćelijske membrane nisu ograničene samo na zaštitu ćelije, već predstavljaju najsloženiji mehanizam koji je uključen. u ćelijskoj reprodukciji, ishrani i regeneraciji.

Šta je ćelijska membrana

Sama riječ “membrana” s latinskog je prevedena kao “film”, iako membrana nije samo vrsta filma u koji je umotana ćelija, već kombinacija dva filma koja su međusobno povezana i imaju različita svojstva. U stvari, ćelijska membrana je troslojna lipoproteinska (masno-proteinska) ljuska koja odvaja svaku ćeliju od susjednih ćelija i okoline, i vrši kontroliranu razmjenu između stanica i okoline, ovo je akademska definicija onoga što je stanica membrana je.

Vrijednost membrane je jednostavno ogromna, jer ne samo da odvaja jednu ćeliju od druge, već i osigurava interakciju ćelije, kako sa drugim ćelijama, tako i sa okolinom.

Istorija istraživanja ćelijskih membrana

Važan doprinos proučavanju ćelijske membrane dala su dva njemačka naučnika Gorter i Grendel još 1925. godine. Tada su uspjeli provesti složen biološki eksperiment na crvenim krvnim zrncima - eritrocitima, tokom kojeg su naučnici dobili takozvane "sjene", prazne ljuske eritrocita, koje su presavijene u jednu gomilu i izmjerile površinu, a također i izračunali količinu lipida u njima. Na osnovu dobijene količine lipida, naučnici su došli do zaključka da su oni dovoljni za dvostruki sloj ćelijske membrane.

Godine 1935. drugi par istraživača ćelijskih membrana, ovaj put Amerikanci Daniel i Dawson, nakon niza dugih eksperimenata, odredili su sadržaj proteina u ćelijskoj membrani. Inače, bilo je nemoguće objasniti zašto membrana ima tako visoku površinsku napetost. Naučnici su pametno predstavili model stanične membrane u obliku sendviča, u kojem ulogu kruha imaju homogeni lipidno-proteinski slojevi, a između njih umjesto putera je praznina.

Godine 1950., s pojavom elektronske teorije Daniela i Dawsona, već je bilo moguće potvrditi praktična zapažanja - na mikrosnimcima ćelijske membrane jasno su se vidjeli slojevi lipidnih i proteinskih glava, kao i prazan prostor između njih.

Američki biolog J. Robertson je 1960. godine razvio teoriju o troslojnoj strukturi ćelijskih membrana, koja se dugo vremena smatrala jedinom istinitom, ali su se daljim razvojem nauke počele javljati sumnje u njenu nepogrešivost. Tako bi, na primjer, sa stanovišta stanica, bilo bi teško i naporno transportirati potrebne korisne tvari kroz cijeli "sendvič"

I tek 1972. godine američki biolozi S. Singer i G. Nicholson uspjeli su da objasne nedosljednosti Robertsonove teorije uz pomoć novog fluidno-mozaičnog modela ćelijske membrane. Konkretno, otkrili su da stanična membrana nije homogena po sastavu, štoviše, asimetrična je i ispunjena tekućinom. Štaviše, ćelije jesu u stalnom kretanju. I ozloglašeni proteini koji čine staničnu membranu imaju različite strukture i funkcije.

Svojstva i funkcije stanične membrane

Pogledajmo sada koje funkcije obavlja ćelijska membrana:

Barijerna funkcija ćelijske membrane - membrana, kao pravi graničar, čuva granice ćelije, odgađajući, ne propuštajući štetne ili jednostavno neodgovarajuće molekule

Transportna funkcija ćelijske membrane - membrana nije samo granična straža na vratima ćelije, već i svojevrsni carinski punkt, kroz koji neprestano prolazi razmjena korisnih tvari sa drugim stanicama i okolinom.

Funkcija matriksa - to je stanična membrana koja određuje lokaciju u odnosu jedna na drugu, regulira interakciju između njih.

Mehanička funkcija - odgovorna je za ograničavanje jedne ćelije od druge i paralelno za ispravnu povezanost stanica jedna s drugom, za njihovo formiranje u homogeno tkivo.

Zaštitna funkcija ćelijske membrane je osnova za izgradnju zaštitnog štita ćelije. U prirodi, ova funkcija može biti ilustracija tvrdog drveta, guste kore, zaštitne ljuske, a sve zbog zaštitne funkcije membrane.

Enzimska funkcija je druga važna funkcija koje obavljaju neki ćelijski proteini. Na primjer, zbog ove funkcije dolazi do sinteze probavnih enzima u crijevnom epitelu.

Takođe, pored svega toga, ćelijski metabolizam se odvija kroz ćelijsku membranu, koji se može odvijati u tri različite reakcije:

Fagocitoza je ćelijska izmjena u kojoj fagocitne stanice ugrađene u membranu hvataju i probavljaju različite hranjive tvari.
Pinocitoza - je proces hvatanja ćelijskom membranom molekula tečnosti u kontaktu sa njom. Da bi se to postiglo, na površini membrane se formiraju posebne vitice koje kao da okružuju kap tečnosti, tvoreći mjehur, koji membrana naknadno "proguta".
Egzocitoza - je obrnuti proces, kada ćelija oslobađa sekretornu funkcionalnu tečnost kroz membranu na površinu.

Struktura ćelijske membrane

Postoje tri klase lipida u ćelijskoj membrani:

fosfolipidi (oni su kombinacija masti i fosfora),
glikolipidi (kombinacija masti i ugljikohidrata),
holesterol.

Fosfolipidi i glikolipidi se pak sastoje od hidrofilne glave u koju se protežu dva duga hidrofobna repa. Holesterol, s druge strane, zauzima prostor između ovih repova, sprečavajući ih da se savijaju, a sve to u nekim slučajevima čini membranu pojedinih ćelija vrlo krutom. Uz sve to, molekule holesterola regulišu strukturu ćelijske membrane.

Ali kako god bilo, ali većina važan deo struktura stanične membrane je protein, tačnije, različiti proteini koji igraju različito važne uloge. Unatoč raznolikosti proteina sadržanih u membrani, postoji nešto što ih ujedinjuje - prstenasti lipidi nalaze se oko svih proteina membrane. Prstenasti lipidi su posebno strukturirane masti koje služe kao svojevrsna zaštitna ljuska za proteine, bez kojih oni jednostavno ne bi funkcionirali.

Struktura ćelijske membrane ima tri sloja: osnova ćelijske membrane je homogeni tečni lipidni sloj. Proteini ga prekrivaju s obje strane poput mozaika. Upravo proteini, pored gore opisanih funkcija, igraju i ulogu posebnih kanala kroz koje prolaze tvari kroz membranu koje ne mogu prodrijeti u tekući sloj membrane. To uključuje, na primjer, ione kalija i natrija; za njihov prodor kroz membranu, priroda daje posebne ionske kanale staničnih membrana. Drugim riječima, proteini osiguravaju propusnost ćelijskih membrana.

Ako staničnu membranu pogledamo kroz mikroskop, vidjet ćemo sloj lipida formiran od malih sfernih molekula na kojima proteini plutaju kao na moru. Sada znate koje su tvari dio ćelijske membrane.

Ćelijska membrana, video

I u zaključku edukativni video o ćelijskoj membrani.

Stanične membrane.
Ćelijska membrana odvaja sadržaj bilo koje ćelije od spoljašnje sredine, osiguravajući njen integritet; reguliše razmjenu između ćelije i okoline; intracelularne membrane dijele ćeliju u specijalizirane zatvorene odjeljke - odjeljke ili organele, u kojima se održavaju određeni uvjeti okoline.
Struktura.
Stanična membrana je dvostruki sloj (dvosloj) molekula klase lipida (masti), od kojih većinu čine takozvani kompleksni lipidi - fosfolipidi. Molekuli lipida imaju hidrofilni ("glava") i hidrofobni ("rep") dio. Tokom formiranja membrana, hidrofobni dijelovi molekula okreću se prema unutra, dok se hidrofilni dijelovi okreću prema van. Membrane su vrlo slične strukture u različitim organizmima. Debljina membrane je 7-8 nm. (10-9 metara)
hidrofilnost- sposobnost tvari da se navlaži vodom.
hidrofobnost- nesposobnost tvari da se navlaži vodom.
Biološka membrana također uključuje različite proteine:
- integralni (prodiranje kroz membranu)
- poluintegralni (uronjeni na jednom kraju u vanjski ili unutrašnji lipidni sloj)
- površinski (nalazi se na vanjskoj ili uz unutrašnje strane membrane).
Neki proteini su tačke kontakta stanične membrane sa citoskeletom unutar ćelije i ćelijskim zidom (ako postoji) izvan.
citoskelet- ćelijska skela unutar ćelije.
Funkcije.
1) Barijera- obezbeđuje regulisan, selektivan, pasivan i aktivan metabolizam sa okolinom.
2) Transport- kroz membranu se odvija transport supstanci u i iz ćelije matriks - obezbeđuje određeni relativni položaj i orijentaciju membranskih proteina, njihovu optimalnu interakciju.
3) Mehanički- osigurava autonomiju ćelije, njenih unutarćelijskih struktura, kao i povezanost sa drugim ćelijama (u tkivima) Međućelijska supstanca ima veliku ulogu u obezbeđivanju mehaničke funkcije.
4) Receptor- neki proteini u membrani su receptori (molekuli pomoću kojih ćelija percipira određene signale).
Na primjer, hormoni koji kruže krvlju djeluju samo na ciljne stanice koje imaju receptore koji odgovaraju tim hormonima. Neurotransmiteri ( hemijske supstance pružanje nervnih impulsa) takođe se vezuju za specifične receptorske proteine na ciljnim ćelijama.
Hormoni- biološki aktivne signalne hemikalije.
5) Enzimski Membranski proteini su često enzimi. Na primjer, plazma membrane epitelnih stanica crijeva sadrže probavne enzime.
6) Implementacija generisanja i provođenja biopotencijala.
Uz pomoć membrane u ćeliji se održava konstantna koncentracija jona: koncentracija iona K+ unutar ćelije je mnogo veća nego izvan nje, a koncentracija Na+ je mnogo niža, što je veoma važno, jer ovo održava razliku potencijala kroz membranu i stvara nervni impuls.
nervnog impulsa – talas ekscitacije koji se prenosi duž nervnog vlakna.
7) Označavanje ćelija- na membrani se nalaze antigeni koji djeluju kao markeri - "oznake" koje vam omogućavaju da identifikujete ćeliju. To su glikoproteini (odnosno proteini sa razgranatim bočnim lancima oligosaharida koji su vezani za njih) koji igraju ulogu "antene". Zbog mnoštva konfiguracija bočnih lanaca, moguće je napraviti poseban marker za svaki tip ćelije. Uz pomoć markera, ćelije mogu prepoznati druge ćelije i djelovati u skladu s njima, na primjer, prilikom formiranja organa i tkiva. Takođe omogućava imunološkom sistemu da prepozna strane antigene.
karakteristike propusnosti.
Stanične membrane imaju selektivnu propusnost: polako prodiru kroz njih na različite načine:
Glukoza je glavni izvor energije.

Aminokiseline su gradivni blokovi koji čine sve proteine u tijelu.

Masne kiseline - strukturne, energetske i druge funkcije.

Glicerol – čini da tijelo zadržava vodu i smanjuje proizvodnju urina.

Joni su enzimi za reakcije.

Štoviše, same membrane u određenoj mjeri aktivno reguliraju ovaj proces - neke tvari prolaze, dok druge ne. Postoje četiri glavna mehanizma za ulazak supstanci u ćeliju ili njihovo uklanjanje iz ćelije van:
Mehanizmi pasivne propusnosti:
1) Difuzija.
Varijanta ovog mehanizma je olakšana difuzija, u kojoj određeni molekul pomaže tvari da prođe kroz membranu. Ovaj molekul može imati kanal koji omogućava prolaz samo jednoj vrsti tvari.
difuzija- proces međusobnog prodiranja molekula jedne supstance između molekula druge.
Osmoza– proces jednosmjerne difuzije kroz polupropusnu membranu molekula rastvarača prema višoj koncentraciji otopljene tvari.
Membrana koja okružuje normalnu krvnu ćeliju je propusna samo za molekule vode, kisik, neke od nutrijenata otopljenih u krvi i stanične otpadne produkte.
Aktivni mehanizmi propusnosti:
1) Aktivni transport.
aktivni transport– prijenos tvari iz područja niske koncentracije u područje visoke koncentracije.
Aktivni transport zahtijeva energiju, jer se kreće iz područja niske koncentracije u područje visoke koncentracije. Na membrani se nalaze posebni pumpni proteini koji aktivno pumpaju ione kalija (K+) u ćeliju i pumpaju ione natrija (Na+) iz nje, ATP služi kao energija.
ATP– univerzalni izvor energije za sve biohemijske procese. .(više kasnije)
2) Endocitoza.
Čestice koje iz nekog razloga nisu u stanju da prođu kroz ćelijsku membranu, ali su neophodne ćeliji, mogu endocitozom prodreti kroz membranu.
Endocitoza– proces preuzimanja spoljašnjeg materijala u ćeliju.
Selektivna permeabilnost membrane tokom pasivnog transporta je zbog posebnih kanala - integralnih proteina. Oni prodiru kroz membranu kroz i kroz, formirajući neku vrstu prolaza. Elementi K, Na i Cl imaju svoje kanale. S obzirom na gradijent koncentracije, molekuli ovih elemenata kreću se i izlaze iz ćelije. Kada su iritirani, natrijum jonski kanali se otvaraju i dolazi do oštrog priliva natrijumovih jona u ćeliju. To dovodi do neravnoteže membranskog potencijala. Onda membranski potencijal se obnavlja. Kalijumski kanali su uvek otvoreni, kroz koje joni kalijuma polako ulaze u ćeliju.
Struktura membrane
Propustljivost
aktivni transport
Osmoza
Endocitoza