膜通透性:功能,作用与疾病

膜的渗透性表征了 分子 通过细胞膜。 所有细胞都被生物膜从细胞间空间中划定出来,同时还含有自身被细胞膜包围的细胞器。 膜的渗透性是生化反应顺利进行所必需的。

什么是膜渗透性?

膜的渗透性表征了 分子 通过细胞膜。 膜渗透性定义为生物膜对流体和溶质的渗透性。 但是,细胞膜不是所有物质都可渗透的。 因此,它们也被称为半透膜(semi渗透膜)。 生物膜由两个磷脂层组成,它们可渗透气体,例如 氧气 or 二氧化碳以及脂溶性非极性物质。 这些物质可以通过正常扩散穿过膜。 极性和亲水 分子 不允许通过。 它们只能通过被动或主动运输过程通过膜运输。 膜保护细胞内空间和细胞器内的空间。 它们确保重要的生化反应保持特定的化学和物理条件,而不受外界干扰。 膜的渗透性确保了重要物质从细胞外空间向细胞的选择性转运,以及代谢产物从细胞中排出。 单个细胞器也是如此。

功能与任务

膜对于细胞和细胞器内重要的生化反应的正常进行至关重要。 膜通透性对于为细胞提供重要的营养物质(例如 蛋白质, 碳水化合物 或脂肪。 矿物质, 维生素 其他活性物质也必须能够通过膜。 同时,产生必须从细胞中清除掉的代谢产物。 但是,膜仅可渗透亲脂性分子和小的气体分子,例如 氧气 or 二氧化碳。 极性亲水甚至大分子只能通过转运过程穿过膜。 为此目的,有被动和主动的膜运输方式。 被动运输在不向势能或势能方向提供能量的情况下进行 浓度 坡度。 较小的亲脂性分子或气体分子会正常扩散。 对于较大的分子,不再可能进行正常扩散。 在这里,一定的交通工具 蛋白质 或通道蛋白可以促进转运。 运输 蛋白质 像隧道一样跨过膜。 较小的极性分子可以通过极性的作用穿过该隧道 氨基酸。 这也允许通过隧道传输小的带电离子。 另一种被动转运的可能性是由专门针对某些分子的载体蛋白的作用引起的。 因此,当分子停靠时,它们会改变其构象,从而将其转运通过膜。 主动的膜运输需要能量的供应。 相应的分子针对 浓度 梯度或电梯度。 能量供应过程是由ATP的水解,电场形式的电荷梯度的建立或通过建立原子核的熵的增加而产生的 浓度 坡度。 对于根本无法穿透膜的物质,可以使用胞吞作用或胞吐作用。 在胞吞作用中,通过 内陷 生物膜并运输到细胞中。 这产生了所谓的内体,其将重要物质运输到细胞质中。 在胞吐过程中,细胞质中的废物由膜包裹的运输小泡带出。

疾病与失调

膜通透性障碍 到各种疾病状态。 变化会影响各种离子的磁导率。 膜通透性障碍通常也是心血管疾病的结果。 在这种情况下,电解液 平衡 的身体会受到影响。 然而,许多遗传原因也引起膜通透性障碍。各种蛋白质参与膜的组装,并负责双脂质层的正确功能。 某些蛋白质的遗传改变尤其是引起膜通透性的变化。 一个例子是先天性肌强直性汤姆森病。 该疾病是遗传确定的肌肉功能障碍。 在这种情况下, 基因 被突变为 氯化物 的渠道 肌纤维 膜。 的磁导率 氯化物 离子被还原。 这样更容易 肌纤维 去极化要比健康个体好。 肌肉收缩的趋势增加,这被认为是僵硬。 例如,闭合的拳头只能以一定的延迟打开。 而且眼睛只能在闭合后30秒后张开,这称为 眼皮-落后。 此外,还有 自身免疫性疾病 专门针对生物膜。 在这种情况下,已知所谓的抗磷脂综合症(APS)。 在这种疾病中,人体的 免疫系统 针对结合到蛋白质上的蛋白质 磷脂 膜的结果, 血液 变得更易凝结。 的概率 发作,中风和肺栓塞增加。 膜通透性障碍也存在于所谓的线粒体病中。 在里面 线粒体,能量是通过燃烧 碳水化合物,脂肪和蛋白质。 线粒体 是也被膜包围的细胞器。 在这些能源发电厂中,自由基产生的程度很高。 如果没有捕获到这些,则会损坏膜。 这严重限制了 线粒体。 但是,自由基清除剂有效性降低的原因有很多。