Među svojstvima plazma membrane, njena selektivna permeabilnost je jedno od glavnih. Zahvaljujući njemu, formira se podjela tečnog medija višećelijskog organizma na odjeljke, u kojima se formira vlastiti sastav elektrolita i organskih tvari. Bilo koja organela ili ćelija uokvirena plazma membranom striktno odvaja životnu sredinu tela i reguliše transport supstanci u dva smera.
Definicija i karakteristike
Selektivna permeabilnost je jedinstveno svojstvo fosfolipidnog dvosloja membrane sa ionskim kanalima ugrađenim u njegovu debljinu. Ovaj kvalitet karakterističan je za svaku ćeliju, kao i za membranske organele: lizozome, mitohondrije, jezgro, Golgijev kompleks, retikulum. Selektivnost membrane zasniva se na njenoj strukturi, koja uključuje hidrofobne regije fosfolipida.
Nakon obrazovanjafomfolipidni dvosloj sa hidrofobnim područjima okrenutim jedna prema drugoj, propusnost vode kroz plazmalemu je ograničena. U ćeliju i izvan nje može doći samo preko transmembranskih kanala, transport kroz koje se odvija prema zakonima osmoze difuzijom. Selektivna permeabilnost za molekule vode regulirana je osmotskim pritiskom. U slučaju povećanja koncentracije soli unutar ćelije, voda prodire kroz kanale u citoplazmu, a u slučaju povećanja ekstracelularnog osmotskog pritiska juri u međućelijski prostor.
Transport
Ćelijska membrana razdvaja dva odeljka - međućelijski prostor sa citoplazmom (ili šupljinu organele i citoplazmu). I između svakog odjeljka mora postojati stalna razmjena tvari. Plazmalemu karakteriše aktivni i pasivni transport.
Active nastavlja sa troškovima energije i omogućava vam da transportujete supstance iz oblasti niže koncentracije u veće. Pasivni transport je slobodno prodiranje lipofilnih supstanci u ćeliju kroz plazmalemu, kao i prijenos iona posebnim kanalima iz područja visoke koncentracije u područje sa manjim sadržajem iste vrste jona.
Transmembranski receptori
Selektivna permeabilnost membrane za jone je regulisana specijalizovanim jonskim kanalima ugrađenim u plazmalemu. Za svaki ion, oni su različiti i reguliraju brzi aktivni transport ili pasivno spori transport hidratiziranih jona. Jonski kanali za kalijum uvekotvoren, a izmjena kalija se vrši u zavisnosti od membranskog potencijala.
Natrijum karakteriše prisustvo i sporih i brzih kanala. Spori rade na sličnom principu kao i kalijumovi, a rad brzih kanala je primjer aktivnog transporta koji se javlja uz troškove energije. Događa se u slučaju stvaranja akcionog potencijala, kada se kratkotrajnom aktivacijom brzih kanala obezbjeđuje intracelularni priliv natrijum jona visokog intenziteta, nakon čega slijedi punjenje membrane.
Selektivna permeabilnost plazmaleme je važna za transport proteinskih molekula, aminokiselina, vitamina i važnih kofaktora ćelijskih enzimskih sistema. Ovi molekuli su polarni i hidrofilni, te stoga ne mogu prodrijeti u hidrofobni lipidni dvosloj. Za njihov transport postoje posebni kanali u debljini membrane, koji su kompleksni glikoproteini.
Transmembranski transfer
Vezivanje specijalizovanih liganada na receptore aktivira prolazak supstance u ćeliju. Za svaku vrstu takvih molekula u debljinu membrane ugrađen je svoj specifični nosač. Ovo je najrigorozniji i najspecifičniji način organizovanja selektivne permeabilnosti ćelije - garancija da nijedna supstanca nepotrebna u ovoj fazi njenog razvoja neće prodreti u citoplazmu.
Struktura transmembranskog specifičnog nosača je kodirana u genetskom materijalu jezgra. I proces sklapanja novogkanal za transport supstanci reguliše sama ćelija. To znači da je u svakoj fazi svoje diferencijacije u stanju da pokrene ili zaustavi protok određenih supstanci u svoju citoplazmu, u zavisnosti od spoljašnjih uslova.
Intracelularni receptori
Ćelijske i membranske organele imaju selektivnu permeabilnost zbog intracelularnih receptora. Dizajnirani su za primanje signala od lipofilnih supstanci. Za razliku od hidrofobnih, takvi molekuli su u stanju da se integrišu u lipidni dvosloj membrane i plivaju u njemu dugo vremena, nakon čega prodiru u citoplazmu i kontaktiraju intracelularni ili nuklearni receptor.
Primjer je prodiranje steroidnih hormona. Oni slobodno prolaze kroz citolemu i nakon kontakta sa određenim receptorom aktiviraju ili potiskuju određenu kariku u metaboličkim lancima. Mogućnost slobodnog prolaska lipofilnih supstanci kroz plazma membranu je također primjer selektivne permeabilnosti.
Sve lipofilne supstance koje mogu da savladaju lipidni dvosloj, rastvarajući se u njemu, imaju intracelularni receptor. Hidrofilni molekuli odbijaju polarizirane regije membrane i stoga se moraju ili vezati za transmembranski transporter ili se vezati za površinske receptorske molekule membrane da bi prenijeli signale ili ušli u ćeliju.
