Сред свойствата на плазмената мембрана, нейната селективна пропускливост е едно от основните. Благодарение на него се формира разделянето на течната среда на многоклетъчен организъм на отделения, във всяко от които се образува собствен състав от електролити и органични вещества. Всяка органела или клетка, оградена от плазмена мембрана, стриктно разделя околната среда на тялото и регулира транспортирането на вещества в две посоки.
Определение и характеристики
Селективната пропускливост е уникално свойство на фосфолипидния двуслой на мембраната с йонни канали, вградени в дебелината му. Това качество е характерно за всяка клетка, както и за мембранните органели: лизозоми, митохондрии, ядро, комплекс на Голджи, ретикулум. Селективността на мембраната се основава на нейната структура, която включва хидрофобни участъци от фосфолипиди.
След образованиефомфолипиден двуслой с хидрофобни зони, обърнати една към друга, пропускливостта на водата през плазмалемата е ограничена. Той може да попадне вътре и извън клетката само чрез трансмембранни канали, транспортът през които се осъществява според законите на осмозата чрез дифузия. Селективната пропускливост за водните молекули се регулира от осмотичното налягане. В случай на повишаване на концентрацията на соли вътре в клетката, водата прониква през каналите в цитоплазмата, а в случай на повишаване на извънклетъчното осмотично налягане се втурва в междуклетъчното пространство..
Транспорт
Клетъчната мембрана разделя два отделения - междуклетъчното пространство с цитоплазмата (или кухината на органела и цитоплазмата). И между всяко отделение трябва да има постоянен обмен на вещества. Плазмалемата се характеризира с активен и пасивен транспорт.
Активно осигурява разходи за енергия и ви позволява да транспортирате вещества от зона с по-ниска концентрация в по-голяма. Пасивният транспорт е свободното проникване на липофилни вещества в клетката през плазмалемата, както и прехвърлянето на йони по специални канали от зона с висока концентрация в зона с по-ниско съдържание на същия тип йони.
Трансмембранни рецептори
Селективната пропускливост на мембраната за йони се регулира от специализирани йонни канали, вградени в плазмалемата. За всеки йон те са различни и регулират бърз активен транспорт или пасивно бавен транспорт на хидратирани йони. Йонни канали за калий винагиотворен и калиев обмен се извършва в зависимост от мембранния потенциал.
Sodium се характеризира с наличието както на бавни, така и на бързи канали. Бавните работят на подобен принцип като калиевите, а работата на бързите канали е пример за активен транспорт, който се осъществява с енергийни разходи. То се осъществява в случай на генериране на потенциал за действие, когато се осигурява високоинтензивен вътреклетъчен приток на натриеви йони чрез краткотрайно активиране на бързи канали, последвано от презареждане на мембраната.
Селективната пропускливост на плазмалемата е важна за транспорта на протеинови молекули, аминокиселини, витамини и важни кофактори на клетъчните ензимни системи. Тези молекули са полярни и хидрофилни и следователно не могат да проникнат през хидрофобния липиден бислой. За тяхното транспортиране има специални канали в дебелината на мембраната, които представляват сложни гликопротеини.
Трансмембранен трансфер
Прикрепването на специализирани лиганди към рецепторите активира преминаването на вещество в клетката. За всеки тип такива молекули в дебелината на мембраната е вграден собствен специфичен носител. Това е най-строгият и най-високо специфичен начин за организиране на селективната пропускливост на клетката - гаранция, че никакво вещество, ненужно в тази фаза от нейното развитие, няма да проникне в цитоплазмата.
Структурата на трансмембранния специфичен носител е кодирана в генетичния материал на ядрото. И процесът на сглобяване на новканалът за транспортиране на веществата се регулира от самата клетка. Това означава, че на всеки етап от диференциацията си, той е в състояние да инициира или спре потока на определени вещества в своята цитоплазма, в зависимост от външните условия.
Вътреклетъчни рецептори
Клетъчните и мембранните органели имат селективна пропускливост поради вътреклетъчните рецептори. Те са предназначени да приемат сигнали от липофилни вещества. За разлика от хидрофобните, такива молекули са способни да се интегрират в липидния бислой на мембраната и да плуват в него дълго време, след което проникват в цитоплазмата и контактуват с вътреклетъчния или ядрения рецептор.
Пример е проникването на стероидни хормони. Те свободно преминават през цитолемата и след контакт със специфичен рецептор активират или потискат определена връзка в метаболитните вериги. Възможността за свободно преминаване на липофилни вещества през плазмената мембрана също е пример за селективна пропускливост.
Всички липофилни вещества, които могат да преодолеят липидния бислой, разтваряйки се в него, имат вътреклетъчен рецептор. Хидрофилните молекули отблъскват поляризирани области на мембраната и следователно трябва или да се прикрепят към трансмембранен транспортер, или да се прикрепят към повърхностните рецепторни молекули на мембраната, за да предават сигнали или да влязат в клетката.
