Tarp plazminės membranos savybių jos selektyvus pralaidumas yra vienas pagrindinių. Jo dėka susidaro daugialąsčio organizmo skystos terpės padalijimas į skyrius, kurių kiekviename susidaro sava elektrolitų ir organinių medžiagų sudėtis. Bet kuri organelė ar ląstelė, įrėminta plazminės membranos, griežtai atskiria kūno aplinką ir reguliuoja medžiagų transportavimą dviem kryptimis.
Apibrėžimas ir charakteristikos
Atrankinis pralaidumas yra unikali membranos fosfolipidinio dvisluoksnio sluoksnio su jonų kanalais, įtaisytais jo storyje, savybė. Ši savybė būdinga bet kuriai ląstelei, taip pat membraniniams organeliams: lizosomoms, mitochondrijoms, branduoliui, Golgi kompleksui, tinkleliui. Membranos selektyvumas grindžiamas jos struktūra, kuri apima hidrofobines fosfolipidų sritis.
Po išsilavinimofomfolipidinis dvisluoksnis su hidrofobinėmis sritimis viena prieš kitą, vandens pralaidumas per plazmalemą yra ribotas. Jis gali patekti į ląstelę ir už jos ribų tik per transmembraninius kanalus, per kuriuos transportavimas atliekamas pagal osmoso dėsnius difuzijos būdu. Atrankinį vandens molekulių pralaidumą reguliuoja osmosinis slėgis. Padidėjus druskų koncentracijai ląstelės viduje, vanduo kanalais prasiskverbia į citoplazmą, o padidėjus ekstraląsteliniam osmosiniam slėgiui – į tarpląstelinę erdvę.
Transportas
Ląstelės membrana skiria du skyrius – tarpląstelinę erdvę su citoplazma (arba organelės ertmę ir citoplazmą). Ir tarp kiekvieno skyriaus turi nuolat keistis medžiagomis. Plazlema pasižymi aktyviu ir pasyviu transportavimu.
Aktyvus kainuoja energijos sąnaudas ir leidžia transportuoti medžiagas iš mažesnės koncentracijos srities į didesnę. Pasyvus transportavimas – tai laisvas lipofilinių medžiagų įsiskverbimas į ląstelę per plazmalemą, taip pat jonų perkėlimas specialiais kanalais iš didelės koncentracijos zonos į sritį, kurioje yra mažesnis to paties tipo jonų kiekis.
Transmembraniniai receptoriai
Selektyvią membranos pralaidumą jonams reguliuoja specializuoti jonų kanalai, įmontuoti į plazmalemą. Kiekvienam jonui jie yra skirtingi ir reguliuoja greitą aktyvųjį arba pasyvų lėtą hidratuotų jonų transportavimą. Kalio jonų kanalai visadaatvira, o kalio mainai vyksta priklausomai nuo membranos potencialo.
Natriui būdingi ir lėti, ir greiti kanalai. Lėtieji veikia panašiu principu kaip ir kalio, o greitųjų kanalų veikimas yra aktyvaus transporto, atsirandančio su energijos sąnaudomis, pavyzdys. Tai vyksta veikimo potencialo generavimo atveju, kai didelio intensyvumo tarpląstelinis natrio jonų antplūdis užtikrinamas trumpalaikiu greitų kanalų aktyvavimu, o vėliau membranos įkrovimu.
Selektyvi plazmalemos pralaidumas yra svarbus b altymų molekulėms, aminorūgštims, vitaminams ir svarbiems ląstelių fermentų sistemų kofaktoriams pernešti. Šios molekulės yra polinės ir hidrofilinės, todėl negali prasiskverbti į hidrofobinį lipidų dvisluoksnį sluoksnį. Jų transportavimui membranos storyje yra specialūs kanalai, kurie yra sudėtingi glikoproteinai.
Transmembraninis perkėlimas
Specializuotų ligandų prijungimas prie receptorių suaktyvina medžiagos patekimą į ląstelę. Kiekvienam tokių molekulių tipui membranos storyje yra įmontuotas specifinis nešiklis. Tai griežčiausias ir specifiškiausias būdas organizuoti selektyvų ląstelės pralaidumą – garantija, kad į citoplazmą nepateks jokia medžiaga, nereikalinga šioje jos vystymosi fazėje.
Transmembraninio specifinio nešiklio struktūra yra užkoduota genetinėje branduolio medžiagoje. Ir naujo surinkimo procesasmedžiagų transportavimo kanalą reguliuoja pati ląstelė. Tai reiškia, kad kiekviename diferenciacijos etape, priklausomai nuo išorinių sąlygų, jis gali inicijuoti arba sustabdyti tam tikrų medžiagų tekėjimą į savo citoplazmą.
Viduląsteliniai receptoriai
Ląstelių ir membranų organelės turi selektyvų pralaidumą dėl tarpląstelinių receptorių. Jie skirti priimti signalus iš lipofilinių medžiagų. Skirtingai nuo hidrofobinių, tokios molekulės sugeba integruotis į lipidų dvisluoksnį membranos sluoksnį ir plaukioti jame ilgą laiką, po to prasiskverbia į citoplazmą ir susisiekia su viduląsteliniu arba branduoliniu receptoriumi.
Pavyzdys yra steroidinių hormonų įsiskverbimas. Jie laisvai praeina per citolemą ir, po kontakto su konkrečiu receptoriumi, aktyvuoja arba slopina tam tikrą medžiagų apykaitos grandinių grandį. Galimybė laisvai lipofilinėms medžiagoms prasiskverbti per plazmos membraną taip pat yra selektyvaus pralaidumo pavyzdys.
Visos lipofilinės medžiagos, kurios gali įveikti lipidų dvisluoksnį sluoksnį, ištirpdamos jame, turi tarpląstelinį receptorių. Hidrofilinės molekulės atstumia poliarizuotus membranos regionus, todėl turi arba prisitvirtinti prie transmembraninio transporterio, arba prie paviršiaus receptorių membranos molekulių, kad perduotų signalus arba patektų į ląstelę.
