Unter den Eigenschaften der Plasmamembran ist ihre selektive Permeabilität eine der wichtigsten. Dadurch wird die Aufteilung der flüssigen Medien eines mehrzelligen Organismus in Kompartimente gebildet, in denen jeweils eine eigene Zusammensetzung aus Elektrolyten und organischen Substanzen gebildet wird. Jede Organelle oder Zelle, die von einer Plasmamembran umrahmt wird, trennt die Umgebung des Körpers streng voneinander und reguliert den Stofftransport in zwei Richtungen.
Definition und Eigenschaften
Selektive Permeabilität ist eine einzigartige Eigenschaft der Phospholipid-Doppelschicht der Membran, in deren Dicke Ionenkanäle eingebaut sind. Diese Eigenschaft ist charakteristisch für jede Zelle sowie für Membranorganellen: Lysosomen, Mitochondrien, Zellkern, Golgi-Komplex, Retikulum. Die Selektivität der Membran basiert auf ihrer Struktur, die hydrophobe Bereiche von Phospholipiden umfasst.
Nach der AusbildungFompholipid-Doppelschicht mit einander zugewandten hydrophoben Bereichen, die Wasserdurchlässigkeit durch das Plasmalemma ist begrenzt. Es kann nur durch Transmembrankanäle in die und aus der Zelle gelangen, deren Transport nach den Gesetzen der Osmose durch Diffusion erfolgt. Die selektive Permeabilität für Wassermoleküle wird durch den osmotischen Druck reguliert. Bei einer Erhöhung der Salzkonzentration in der Zelle dringt Wasser durch die Kanäle in das Zytoplasma ein und bei einer Erhöhung des extrazellulären osmotischen Drucks strömt es in den Interzellularraum.
Transport
Die Zellmembran trennt zwei Kompartimente - den Interzellularraum mit dem Zytoplasma (oder den Hohlraum der Organelle und das Zytoplasma). Und zwischen jedem Kompartiment muss ein ständiger Stoffaustausch stattfinden. Das Plasmalemma ist durch aktiven und passiven Transport gekennzeichnet.
Active geht von den Energiekosten aus und ermöglicht es Ihnen, Stoffe aus einem Bereich geringerer Konzentration in einen größeren zu transportieren. Passiver Transport ist das freie Eindringen lipophiler Substanzen in die Zelle durch das Plasmalemma sowie die Übertragung von Ionen durch spezielle Kanäle von einem Bereich mit hoher Konzentration zu einem Bereich mit einem geringeren Geh alt derselben Art von Ionen.
Transmembranrezeptoren
Die selektive Durchlässigkeit der Membran für Ionen wird durch spezialisierte Ionenkanäle reguliert, die in das Plasmalemma eingebaut sind. Sie sind für jedes Ion unterschiedlich und regulieren den schnellen aktiven Transport oder den passiven langsamen Transport von hydratisierten Ionen. Ionenkanäle für Kalium immergeöffnet, und es findet ein Kaliumaustausch in Abhängigkeit vom Membranpotential statt.
Natrium zeichnet sich durch das Vorhandensein von langsamen und schnellen Kanälen aus. Langsame arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip wie Kaliumkanäle, und der Betrieb schneller Kanäle ist ein Beispiel für aktiven Transport, der mit Energiekosten verbunden ist. Es findet im Fall der Aktionspotentialerzeugung statt, wenn ein hochintensiver intrazellulärer Einstrom von Natriumionen durch kurzfristige Aktivierung schneller Kanäle erfolgt, gefolgt von einer Membranaufladung.
Die selektive Permeabilität des Plasmalemmas ist wichtig für den Transport von Eiweißmolekülen, Aminosäuren, Vitaminen und wichtigen Kofaktoren zellulärer Enzymsysteme. Diese Moleküle sind polar und hydrophil und können daher die hydrophobe Lipiddoppelschicht nicht durchdringen. Für ihren Transport gibt es spezielle Kanäle in der Dicke der Membran, die komplexe Glykoproteine sind.
Transmembrantransfer
Die Anheftung spezialisierter Liganden an Rezeptoren aktiviert die Passage einer Substanz in die Zelle. Für jede Art solcher Moleküle ist ein eigener spezifischer Träger in die Dicke der Membran eingebaut. Dies ist die konsequenteste und spezifischste Art, die selektive Permeabilität der Zelle zu organisieren - eine Garantie dafür, dass keine Substanz, die in dieser Phase ihrer Entwicklung unnötig ist, in das Zytoplasma eindringt.
Die Struktur des transmembranspezifischen Trägers ist im genetischen Material des Zellkerns kodiert. Und der Prozess der Montage eines neuender Kanal für den Stofftransport wird von der Zelle selbst reguliert. Das bedeutet, dass es in jedem Stadium seiner Differenzierung in der Lage ist, je nach äußeren Bedingungen den Fluss bestimmter Substanzen in sein Zytoplasma zu initiieren oder zu stoppen.
Intrazelluläre Rezeptoren
Zell- und Membranorganellen haben aufgrund intrazellulärer Rezeptoren eine selektive Permeabilität. Sie sollen Signale von lipophilen Substanzen empfangen. Im Gegensatz zu hydrophoben Molekülen können sich solche Moleküle in die Lipiddoppelschicht der Membran integrieren und lange darin schwimmen, danach dringen sie in das Zytoplasma ein und kontaktieren den intrazellulären oder nukleären Rezeptor.
Ein Beispiel ist das Eindringen von Steroidhormonen. Sie passieren ungehindert das Cytolemma und aktivieren oder unterdrücken nach Kontakt mit einem bestimmten Rezeptor ein bestimmtes Glied in den Stoffwechselketten. Auch die Möglichkeit des freien Durchgangs lipophiler Substanzen durch die Plasmamembran ist ein Beispiel für selektive Permeabilität.
Alle lipophilen Substanzen, die die Lipiddoppelschicht überwinden können und sich darin auflösen, haben einen intrazellulären Rezeptor. Hydrophile Moleküle stoßen polarisierte Regionen der Membran ab und müssen sich daher entweder an einen Transmembrantransporter oder an die Oberflächenrezeptormoleküle der Membran binden, um Signale zu übertragen oder in die Zelle einzudringen.
