Printre proprietățile membranei plasmatice, permeabilitatea sa selectivă este una dintre cele principale. Datorită acesteia, se formează împărțirea mediilor lichide ale unui organism multicelular în compartimente, în fiecare dintre acestea formând propria sa compoziție de electroliți și substanțe organice. Orice organel sau celulă încadrată de o membrană plasmatică separă strict mediul organismului și reglează transportul substanțelor în două direcții.
Definiție și caracteristici
Permeabilitatea selectivă este o proprietate unică a stratului dublu fosfolipidic al membranei cu canale ionice încorporate în grosimea sa. Această calitate este caracteristică oricărei celule, precum și organelelor membranare: lizozomi, mitocondrii, nucleu, complex Golgi, reticul. Selectivitatea membranei se bazează pe structura sa, care include regiuni hidrofobe ale fosfolipidelor.
După educațieBistratul fofolipidic cu zone hidrofobe față în față, permeabilitatea apei prin plasmalemă este limitată. Poate pătrunde în interiorul și în exteriorul celulei numai prin canale transmembranare, transportul prin care se realizează conform legilor osmozei prin difuzie. Permeabilitatea selectivă pentru moleculele de apă este reglată de presiunea osmotică. În cazul creșterii concentrației de săruri în interiorul celulei, apa pătrunde prin canale în citoplasmă, iar în cazul creșterii presiunii osmotice extracelulare, se repezi în spațiul intercelular.
Transport
Membrana celulară separă două compartimente - spațiul intercelular cu citoplasma (sau cavitatea organelului și a citoplasmei). Și între fiecare compartiment trebuie să existe un schimb constant de substanțe. Plasmalema este caracterizată prin transport activ și pasiv.
Active prelungește costurile energetice și vă permite să transportați substanțe dintr-o zonă cu concentrație mai mică într-una mai mare. Transportul pasiv este pătrunderea liberă a substanțelor lipofile în celulă prin plasmalemă, precum și transferul ionilor prin canale speciale dintr-o zonă de concentrație mare într-o zonă cu un conținut mai scăzut de același tip de ioni.
Receptori transmembranari
Permeabilitatea selectivă a membranei pentru ioni este reglată de canale ionice specializate încorporate în plasmalemă. Pentru fiecare ion, ele sunt diferite și reglează transportul activ rapid sau transportul lent pasiv al ionilor hidratați. Canale ionice pentru potasiu întotdeaunadeschis, iar schimbul de potasiu se realizează în funcție de potențialul membranei.
Sodiul se caracterizează prin prezența atât a canalelor lente, cât și a celor rapide. Cele lente funcționează pe un principiu similar cu cele de potasiu, iar funcționarea canalelor rapide este un exemplu de transport activ care are loc cu costuri energetice. Are loc în cazul generării potențialului de acțiune, când un influx intracelular de mare intensitate de ioni de sodiu este asigurat de activarea pe termen scurt a canalelor rapide, urmată de reîncărcarea membranei.
Permeabilitatea selectivă a plasmalemei este importantă pentru transportul moleculelor de proteine, aminoacizi, vitamine și cofactori importanți ai sistemelor enzimatice celulare. Aceste molecule sunt polare și hidrofile și, prin urmare, incapabile să pătrundă în stratul dublu lipidic hidrofob. Pentru transportul lor, există canale speciale în grosimea membranei, care sunt glicoproteine complexe.
Transfer transmembranar
Atașarea liganzilor specializați la receptori activează trecerea unei substanțe în celulă. Pentru fiecare tip de astfel de molecule, propriul său purtător specific este încorporat în grosimea membranei. Acesta este cel mai riguros și mai specific mod de a organiza permeabilitatea selectivă a celulei - o garanție că nicio substanță care nu este necesară în această fază a dezvoltării sale nu va pătrunde în citoplasmă.
Structura purtătorului specific transmembranar este codificată în materialul genetic al nucleului. Și procesul de asamblare a unui noucanalul de transport al substanțelor este reglat de celula însăși. Aceasta înseamnă că, în fiecare etapă a diferențierii sale, este capabil să inițieze sau să oprească fluxul anumitor substanțe în citoplasmă, în funcție de condițiile externe.
Receptori intracelulari
Celulele și organele membranare au permeabilitate selectivă datorită receptorilor intracelulari. Sunt concepute pentru a primi semnale de la substanțele lipofile. Spre deosebire de cele hidrofobe, astfel de molecule sunt capabile să se integreze în stratul dublu lipidic al membranei și să înoate în el timp îndelungat, după care pătrund în citoplasmă și contactează receptorul intracelular sau nuclear.
Un exemplu este pătrunderea hormonilor steroizi. Ei trec liber prin citolemă și, după contactul cu un receptor specific, activează sau suprimă o anumită verigă din lanțurile metabolice. Posibilitatea trecerii libere a substanțelor lipofile prin membrana plasmatică este, de asemenea, un exemplu de permeabilitate selectivă.
Toate substanțele lipofile care pot depăși stratul dublu lipidic, dizolvându-se în el, au un receptor intracelular. Moleculele hidrofile resping regiunile polarizate ale membranei și, prin urmare, trebuie fie să se atașeze de un transportor transmembranar, fie să se atașeze de moleculele receptorului de suprafață ale membranei pentru a transmite semnale sau pentru a intra în celulă.
