Πίνακας δομής της μεμβράνης και λειτουργιών της. Κύτταρο και κυτταρική μεμβράνη

9.5.1. Μία από τις κύριες λειτουργίες των μεμβρανών είναι η συμμετοχή στη μεταφορά ουσιών. Αυτή η διαδικασία επιτυγχάνεται μέσω τριών βασικών μηχανισμών: απλής διάχυσης, διευκολυνόμενης διάχυσης και ενεργητικής μεταφοράς (Εικόνα 9.10). Θυμηθείτε τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά αυτών των μηχανισμών και παραδείγματα των ουσιών που μεταφέρονται σε κάθε περίπτωση.

Εικόνα 9.10.Μηχανισμοί μεταφοράς μορίων μέσω της μεμβράνης

Απλή διάχυση- μεταφορά ουσιών μέσω της μεμβράνης χωρίς τη συμμετοχή ειδικών μηχανισμών. Η μεταφορά γίνεται κατά μήκος μιας κλίσης συγκέντρωσης χωρίς κατανάλωση ενέργειας. Με απλή διάχυση, μεταφέρονται μικρά βιομόρια - H2O, CO2, O2, ουρία, υδρόφοβες ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους. Ο ρυθμός της απλής διάχυσης είναι ανάλογος της βαθμίδας συγκέντρωσης.

Διευκολυνόμενη διάχυση- μεταφορά ουσιών μέσω της μεμβράνης χρησιμοποιώντας πρωτεϊνικά κανάλια ή ειδικές πρωτεΐνες φορέα. Εκτελείται κατά μήκος κλίσης συγκέντρωσης χωρίς κατανάλωση ενέργειας. Μεταφέρονται μονοσακχαρίτες, αμινοξέα, νουκλεοτίδια, γλυκερίνη και ορισμένα ιόντα. Η κινητική κορεσμού είναι χαρακτηριστική - σε μια ορισμένη (κορεστική) συγκέντρωση της μεταφερόμενης ουσίας, όλα τα μόρια του φορέα συμμετέχουν στη μεταφορά και η ταχύτητα μεταφοράς φτάνει σε μια μέγιστη τιμή.

Ενεργή μεταφορά- απαιτεί επίσης τη συμμετοχή ειδικών πρωτεϊνών μεταφοράς, αλλά η μεταφορά πραγματοποιείται σε αντίθεση με τη βαθμίδα συγκέντρωσης και επομένως απαιτεί ενεργειακή δαπάνη. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον μηχανισμό, τα ιόντα Na+, K+, Ca2+, Mg2+ μεταφέρονται μέσω της κυτταρικής μεμβράνης και τα πρωτόνια μεταφέρονται μέσω της μιτοχονδριακής μεμβράνης. Η ενεργή μεταφορά ουσιών χαρακτηρίζεται από κινητική κορεσμού.

9.5.2. Ένα παράδειγμα συστήματος μεταφοράς που πραγματοποιεί ενεργή μεταφορά ιόντων είναι η τριφωσφατάση Na+,K+-αδενοσίνης (Na+,K+-ATPase ή Na+,K+-αντλία). Αυτή η πρωτεΐνη βρίσκεται βαθιά στην πλασματική μεμβράνη και είναι ικανή να καταλύει την αντίδραση της υδρόλυσης ATP. Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την υδρόλυση 1 μορίου ATP χρησιμοποιείται για τη μεταφορά 3 ιόντων Na+ από το κύτταρο στον εξωκυττάριο χώρο και 2 ιόντων K+ στην αντίθετη κατεύθυνση (Εικόνα 9.11). Ως αποτέλεσμα της δράσης της Na+,K+-ATPase, δημιουργείται διαφορά συγκέντρωσης μεταξύ του κυτταρικού κυτταρολύματος και του εξωκυτταρικού υγρού. Δεδομένου ότι η μεταφορά των ιόντων δεν είναι ισοδύναμη, εμφανίζεται μια διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού. Έτσι, προκύπτει ένα ηλεκτροχημικό δυναμικό, το οποίο αποτελείται από την ενέργεια της διαφοράς των ηλεκτρικών δυναμικών Δφ και την ενέργεια της διαφοράς στις συγκεντρώσεις των ουσιών ΔC και στις δύο πλευρές της μεμβράνης.

Εικόνα 9.11.Διάγραμμα αντλίας Na+, K+.

9.5.3. Μεταφορά σωματιδίων και ενώσεων υψηλού μοριακού βάρους μέσω μεμβρανών

Μαζί με τη μεταφορά οργανικών ουσιών και ιόντων που πραγματοποιείται από φορείς, υπάρχει ένας πολύ ειδικός μηχανισμός στο κύτταρο που έχει σχεδιαστεί για να απορροφά υψηλού μοριακούς ενώσεις στο κύτταρο και να αφαιρεί ενώσεις υψηλής μορίας από αυτό αλλάζοντας το σχήμα της βιομεμβράνης. Αυτός ο μηχανισμός ονομάζεται φυσαλιδώδης μεταφορά.

Εικόνα 9.12.Τύποι φυσαλιδώδους μεταφοράς: 1 - ενδοκυττάρωση; 2 - εξωκυττάρωση.

Κατά τη μεταφορά των μακρομορίων, συμβαίνει διαδοχικός σχηματισμός και σύντηξη κυστιδίων (κυστιδίων) που περιβάλλονται από τη μεμβράνη. Με βάση την κατεύθυνση μεταφοράς και τη φύση των ουσιών που μεταφέρονται, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι φυσαλιδώδους μεταφοράς:

Ενδοκυττάρωση(Εικόνα 9.12, 1) - μεταφορά ουσιών στο κύτταρο. Ανάλογα με το μέγεθος των κυστιδίων που προκύπτουν, διακρίνονται:

ΕΝΑ) πινοκυττάρωση — απορρόφηση υγρών και διαλυμένων μακρομορίων (πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες, νουκλεϊκά οξέα) με τη χρήση μικρών φυσαλίδων (διαμέτρου 150 nm).

σι) φαγοκυττάρωση — απορρόφηση μεγάλων σωματιδίων, όπως μικροοργανισμοί ή κυτταρικά υπολείμματα. Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζονται μεγάλα κυστίδια που ονομάζονται φαγοσώματα με διάμετρο μεγαλύτερη από 250 nm.

Η πινοκυττάρωση είναι χαρακτηριστική των περισσότερων ευκαρυωτικών κυττάρων, ενώ τα μεγάλα σωματίδια απορροφώνται από εξειδικευμένα κύτταρα - λευκοκύτταρα και μακροφάγα. Στο πρώτο στάδιο της ενδοκυττάρωσης, ουσίες ή σωματίδια απορροφώνται στην επιφάνεια της μεμβράνης· αυτή η διαδικασία συμβαίνει χωρίς κατανάλωση ενέργειας. Στο επόμενο στάδιο, η μεμβράνη με την προσροφημένη ουσία βαθαίνει στο κυτταρόπλασμα. οι προκύπτουσες τοπικές εισβολές της πλασματικής μεμβράνης αποσπώνται από την επιφάνεια του κυττάρου, σχηματίζοντας κυστίδια, τα οποία στη συνέχεια μεταναστεύουν στο κύτταρο. Αυτή η διαδικασία συνδέεται με ένα σύστημα μικρονημάτων και εξαρτάται από την ενέργεια. Τα κυστίδια και τα φαγοσώματα που εισέρχονται στο κύτταρο μπορούν να συγχωνευθούν με τα λυσοσώματα. Τα ένζυμα που περιέχονται στα λυσοσώματα διασπούν τις ουσίες που περιέχονται στα κυστίδια και τα φαγοσώματα σε προϊόντα χαμηλού μοριακού βάρους (αμινοξέα, μονοσακχαρίτες, νουκλεοτίδια), τα οποία μεταφέρονται στο κυτταρόπλασμα, όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν από το κύτταρο.

Εξωκυττάρωση(Εικόνα 9.12, 2) - μεταφορά σωματιδίων και μεγάλων ενώσεων από το κύτταρο. Αυτή η διαδικασία, όπως και η ενδοκυττάρωση, συμβαίνει με την απορρόφηση ενέργειας. Οι κύριοι τύποι εξωκυττάρωσης είναι:

ΕΝΑ) έκκριση - αφαίρεση από το κύτταρο υδατοδιαλυτών ενώσεων που χρησιμοποιούνται ή επηρεάζουν άλλα κύτταρα του σώματος. Μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο από μη εξειδικευμένα κύτταρα όσο και από κύτταρα των ενδοκρινών αδένων, του βλεννογόνου του γαστρεντερικού σωλήνα, προσαρμοσμένα για την έκκριση των ουσιών που παράγουν (ορμόνες, νευροδιαβιβαστές, προένζυμα) ανάλογα με τις ιδιαίτερες ανάγκες του οργανισμού.

Οι εκκρινόμενες πρωτεΐνες συντίθενται σε ριβοσώματα που συνδέονται με τις μεμβράνες του τραχιού ενδοπλασματικού δικτύου. Αυτές οι πρωτεΐνες στη συνέχεια μεταφέρονται στη συσκευή Golgi, όπου τροποποιούνται, συμπυκνώνονται, ταξινομούνται και στη συνέχεια συσκευάζονται σε κυστίδια, τα οποία απελευθερώνονται στο κυτταρόπλασμα και στη συνέχεια συντήκονται με την πλασματική μεμβράνη έτσι ώστε τα περιεχόμενα των κυστιδίων να είναι έξω από το κύτταρο.

Σε αντίθεση με τα μακρομόρια, τα μικρά εκκρινόμενα σωματίδια, όπως τα πρωτόνια, μεταφέρονται έξω από το κύτταρο χρησιμοποιώντας τους μηχανισμούς της διευκολυνόμενης διάχυσης και της ενεργού μεταφοράς.

σι) απέκκριση - απομάκρυνση από το κύτταρο ουσιών που δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν (για παράδειγμα, κατά την ερυθροποίηση, απομάκρυνση από τα δικτυοερυθρά κύτταρα της ουσίας πλέγματος, η οποία είναι συσσωματωμένα υπολείμματα οργανιδίων). Ο μηχανισμός απέκκρισης φαίνεται να είναι ότι τα απεκκρινόμενα σωματίδια παγιδεύονται αρχικά σε ένα κυτταροπλασματικό κυστίδιο, το οποίο στη συνέχεια συντήκεται με την πλασματική μεμβράνη.

πεδία_κειμένου

πεδία_κειμένου

βέλος_προς τα πάνω

Τα κύτταρα διαχωρίζονται από το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος με ένα κύτταρο ή μια πλασματική μεμβράνη.

Η μεμβράνη παρέχει:

1) Επιλεκτική διείσδυση μέσα και έξω από το κύτταρο μορίων και ιόντων που είναι απαραίτητα για την εκτέλεση συγκεκριμένων κυτταρικών λειτουργιών.
2) Επιλεκτική μεταφορά ιόντων κατά μήκος της μεμβράνης, διατηρώντας μια διαμεμβρανική διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού.
3) Ειδικότητα των μεσοκυττάριων επαφών.

Λόγω της παρουσίας στη μεμβράνη πολλών υποδοχέων που αντιλαμβάνονται χημικά σήματα - ορμόνες, μεσολαβητές και άλλες βιολογικά δραστικές ουσίες, είναι ικανό να αλλάξει τη μεταβολική δραστηριότητα του κυττάρου. Οι μεμβράνες παρέχουν την ειδικότητα των εκδηλώσεων του ανοσοποιητικού λόγω της παρουσίας αντιγόνων πάνω τους - δομές που προκαλούν το σχηματισμό αντισωμάτων που μπορούν να συνδεθούν ειδικά με αυτά τα αντιγόνα.
Ο πυρήνας και τα οργανίδια του κυττάρου διαχωρίζονται επίσης από το κυτταρόπλασμα με μεμβράνες, οι οποίες εμποδίζουν την ελεύθερη κίνηση του νερού και των διαλυμένων σε αυτό ουσιών από το κυτταρόπλασμα σε αυτές και αντίστροφα. Αυτό δημιουργεί συνθήκες για τον διαχωρισμό των βιοχημικών διεργασιών που συμβαίνουν σε διαφορετικά διαμερίσματα μέσα στο κύτταρο.

Δομή κυτταρικής μεμβράνης

πεδία_κειμένου

πεδία_κειμένου

βέλος_προς τα πάνω

Η κυτταρική μεμβράνη είναι μια ελαστική δομή, με πάχος από 7 έως 11 nm (Εικ. 1.1). Αποτελείται κυρίως από λιπίδια και πρωτεΐνες. Από το 40 έως το 90% όλων των λιπιδίων είναι φωσφολιπίδια - φωσφατιδυλοχολίνη, φωσφατιδυλαιθανολαμίνη, φωσφατιδυλοσερίνη, σφιγγομυελίνη και φωσφατιδυλινοσιτόλη. Ένα σημαντικό συστατικό της μεμβράνης είναι τα γλυκολιπίδια, τα οποία αντιπροσωπεύονται από κερεβροσίδες, σουλφατίδια, γαγγλιοσίδες και χοληστερόλη.

Ρύζι. 1.1 Οργάνωση της μεμβράνης.

Βασική δομή της κυτταρικής μεμβράνηςείναι ένα διπλό στρώμα μορίων φωσφολιπιδίου. Λόγω των υδρόφοβων αλληλεπιδράσεων, οι αλυσίδες υδατανθράκων των μορίων λιπιδίων συγκρατούνται η μία κοντά στην άλλη σε επιμήκη κατάσταση. Ομάδες μορίων φωσφολιπιδίων και των δύο στρωμάτων αλληλεπιδρούν με μόρια πρωτεΐνης που βυθίζονται στη λιπιδική μεμβράνη. Λόγω του γεγονότος ότι τα περισσότερα από τα λιπιδικά συστατικά της διπλής στιβάδας είναι σε υγρή κατάσταση, η μεμβράνη έχει κινητικότητα και κάνει κινήσεις που μοιάζουν με κύμα. Τα τμήματα του, καθώς και οι πρωτεΐνες που είναι βυθισμένες στη λιπιδική διπλοστιβάδα, αναμιγνύονται από το ένα μέρος στο άλλο. Η κινητικότητα (ρευστότητα) των κυτταρικών μεμβρανών διευκολύνει τις διαδικασίες μεταφοράς ουσιών κατά μήκος της μεμβράνης.

Πρωτεΐνες κυτταρικής μεμβράνηςαντιπροσωπεύονται κυρίως από γλυκοπρωτεΐνες. Υπάρχουν:

αναπόσπαστες πρωτεΐνες, διεισδύοντας σε όλο το πάχος της μεμβράνης και
περιφερικές πρωτεΐνες, προσκολλάται μόνο στην επιφάνεια της μεμβράνης, κυρίως στο εσωτερικό της μέρος.

Περιφερικές πρωτεΐνες σχεδόν όλα λειτουργούν ως ένζυμα (ακετυλοχολινεστεράση, όξινες και φωσφατάσες μεταξιού κ.λπ.). Αλλά ορισμένα ένζυμα αντιπροσωπεύονται επίσης από ενσωματωμένες πρωτεΐνες - ΑΤΡάση.

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες παρέχουν επιλεκτική ανταλλαγή ιόντων μέσω διαύλων μεμβράνης μεταξύ εξωκυττάριου και ενδοκυτταρικού υγρού και επίσης λειτουργούν ως πρωτεΐνες που μεταφέρουν μεγάλα μόρια.

Οι μεμβρανικοί υποδοχείς και τα αντιγόνα μπορούν να αντιπροσωπεύονται τόσο από ενσωματωμένες όσο και από περιφερειακές πρωτεΐνες.

Οι πρωτεΐνες που γειτνιάζουν με τη μεμβράνη από την κυτταροπλασματική πλευρά ταξινομούνται ως κυτταροσκελετός . Μπορούν να προσκολληθούν σε πρωτεΐνες μεμβράνης.

Ετσι, ζώνη πρωτεΐνης 3 (αριθμός ζώνης κατά την ηλεκτροφόρηση πρωτεΐνης) των μεμβρανών των ερυθροκυττάρων συνδυάζεται σε ένα σύνολο με άλλα κυτταροσκελετικά μόρια - σπεκτρίνη μέσω της πρωτεΐνης χαμηλού μοριακού βάρους αγκυρίνη (Εικ. 1.2).

Ρύζι. 1.2 Σχήμα διάταξης πρωτεϊνών στον σχεδόν μεμβράνη κυτταροσκελετό των ερυθροκυττάρων.
1 - σπεκτρίνη; 2 - αγκυρίνη; 3 - πρωτεΐνη της ζώνης 3; 4 - ζώνη πρωτεΐνης 4.1; 5 - πρωτεΐνη ζώνης 4,9; 6 - ολιγομερές ακτίνης. 7 - πρωτεΐνη 6; 8 - gpicophorin Α; 9 - μεμβράνη.

Spectrin είναι μια κύρια κυτταροσκελετική πρωτεΐνη που συνιστά ένα δισδιάστατο δίκτυο στο οποίο συνδέεται η ακτίνη.

Actin σχηματίζει μικρονημάτια, τα οποία είναι η συσταλτική συσκευή του κυτταροσκελετού.

Κυτοσκελετόςεπιτρέπει στο κύτταρο να παρουσιάζει εύκαμπτες-ελαστικές ιδιότητες και παρέχει πρόσθετη αντοχή στη μεμβράνη.

Οι περισσότερες ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι γλυκοπρωτεΐνες. Το υδατανθρακικό τους τμήμα προεξέχει από την κυτταρική μεμβράνη προς τα έξω. Πολλές γλυκοπρωτεΐνες έχουν μεγάλο αρνητικό φορτίο λόγω της σημαντικής περιεκτικότητάς τους σε σιαλικό οξύ (για παράδειγμα, το μόριο γλυκοφορίνης). Αυτό παρέχει στις επιφάνειες των περισσότερων κυττάρων αρνητικό φορτίο, βοηθώντας στην απώθηση άλλων αρνητικά φορτισμένων αντικειμένων. Οι υδατανθρακικές προεξοχές των γλυκοπρωτεϊνών είναι φορείς των αντιγόνων της ομάδας αίματος, άλλων αντιγονικών καθοριστικών παραγόντων του κυττάρου και δρουν ως υποδοχείς που δεσμεύουν τις ορμόνες. Οι γλυκοπρωτεΐνες σχηματίζουν συγκολλητικά μόρια που αναγκάζουν τα κύτταρα να προσκολληθούν μεταξύ τους, δηλ. στενές μεσοκυτταρικές επαφές.

Χαρακτηριστικά του μεταβολισμού στη μεμβράνη

πεδία_κειμένου

πεδία_κειμένου

βέλος_προς τα πάνω

Τα συστατικά της μεμβράνης υπόκεινται σε πολλούς μεταβολικούς μετασχηματισμούς υπό την επίδραση ενζύμων που βρίσκονται πάνω ή μέσα στη μεμβράνη τους. Αυτά περιλαμβάνουν οξειδωτικά ένζυμα, που παίζουν σημαντικό ρόλο στην τροποποίηση των υδρόφοβων στοιχείων των μεμβρανών - χοληστερόλη κ.λπ. Στις μεμβράνες, όταν ενεργοποιούνται ένζυμα - φωσφολιπάσες - βιολογικά ενεργές ενώσεις - προσταγλανδίνες και τα παράγωγά τους - σχηματίζονται από το αραχιδονικό οξύ. Ως αποτέλεσμα της ενεργοποίησης του μεταβολισμού των φωσφολιπιδίων, σχηματίζονται θρομβοξάνες και λευκοτριένια στη μεμβράνη, τα οποία έχουν ισχυρή επίδραση στην προσκόλληση των αιμοπεταλίων, στη διαδικασία της φλεγμονής κ.λπ.

Οι διαδικασίες ανανέωσης των συστατικών του συμβαίνουν συνεχώς στη μεμβράνη . Έτσι, η διάρκεια ζωής των πρωτεϊνών της μεμβράνης κυμαίνεται από 2 έως 5 ημέρες. Ωστόσο, υπάρχουν μηχανισμοί στο κύτταρο που εξασφαλίζουν την παράδοση νεοσυντιθέμενων πρωτεϊνικών μορίων στους υποδοχείς της μεμβράνης, οι οποίοι διευκολύνουν την ενσωμάτωση της πρωτεΐνης στη μεμβράνη. Η «αναγνώριση» αυτού του υποδοχέα από τη νεοσυντιθέμενη πρωτεΐνη διευκολύνεται από το σχηματισμό ενός πεπτιδίου σήματος, το οποίο βοηθά στην εύρεση του υποδοχέα στη μεμβράνη.

Τα λιπίδια της μεμβράνης χαρακτηρίζονται επίσης από σημαντικό ρυθμό ανταλλαγής, που απαιτεί μεγάλες ποσότητες λιπαρών οξέων για τη σύνθεση αυτών των συστατικών της μεμβράνης.
Η ιδιαιτερότητα της λιπιδικής σύνθεσης των κυτταρικών μεμβρανών επηρεάζεται από τις αλλαγές στο ανθρώπινο περιβάλλον και τη φύση της διατροφής του.

Για παράδειγμα, αύξηση των διαιτητικών λιπαρών οξέων με ακόρεστους δεσμούςαυξάνει την υγρή κατάσταση των λιπιδίων στις κυτταρικές μεμβράνες διαφόρων ιστών, οδηγώντας σε ευνοϊκή αλλαγή στην αναλογία φωσφολιπιδίων προς σφιγγομυελίνες και λιπιδίων προς πρωτεΐνες για τη λειτουργία της κυτταρικής μεμβράνης.

Η περίσσεια χοληστερόλης στις μεμβράνες, αντίθετα, αυξάνει το μικροϊξώδες της διπλής στοιβάδας των μορίων φωσφολιπιδίων τους, μειώνοντας τον ρυθμό διάχυσης ορισμένων ουσιών μέσω των κυτταρικών μεμβρανών.

Η τροφή εμπλουτισμένη με βιταμίνες A, E, C, P βελτιώνει τον μεταβολισμό των λιπιδίων στις μεμβράνες των ερυθροκυττάρων και μειώνει το μικροϊξώδες της μεμβράνης. Αυτό αυξάνει την παραμόρφωση των ερυθρών αιμοσφαιρίων και διευκολύνει τη λειτουργία μεταφοράς τους (Κεφάλαιο 6).

Ανεπάρκεια λιπαρών οξέων και χοληστερόληςστα τρόφιμα διαταράσσει τη λιπιδική σύνθεση και τις λειτουργίες των κυτταρικών μεμβρανών.

Για παράδειγμα, η έλλειψη λίπους διαταράσσει τις λειτουργίες της μεμβράνης των ουδετερόφιλων, η οποία αναστέλλει την ικανότητά τους να κινούνται και τη φαγοκυττάρωση (την ενεργό σύλληψη και απορρόφηση μικροσκοπικών ξένων ζωντανών αντικειμένων και σωματιδίων από μονοκύτταρους οργανισμούς ή ορισμένα κύτταρα).

Στη ρύθμιση της λιπιδικής σύστασης των μεμβρανών και της διαπερατότητάς τους, ρύθμιση του κυτταρικού πολλαπλασιασμούσημαντικό ρόλο παίζουν τα αντιδραστικά είδη οξυγόνου που σχηματίζονται στο κύτταρο σε συνδυασμό με τις φυσιολογικές μεταβολικές αντιδράσεις (μικροσωματική οξείδωση κ.λπ.).

Δημιουργήθηκαν δραστικά είδη οξυγόνου- η ρίζα υπεροξειδίου (O 2), το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H 2 O 2) κ.λπ. είναι εξαιρετικά δραστικές ουσίες. Το κύριο υπόστρωμά τους στις αντιδράσεις οξείδωσης ελεύθερων ριζών είναι τα ακόρεστα λιπαρά οξέα που αποτελούν μέρος των φωσφολιπιδίων των κυτταρικών μεμβρανών (οι λεγόμενες αντιδράσεις υπεροξείδωσης λιπιδίων). Η εντατικοποίηση αυτών των αντιδράσεων μπορεί να προκαλέσει βλάβη στην κυτταρική μεμβράνη, τον φραγμό της, τις υποδοχείς και τις μεταβολικές λειτουργίες της, τροποποίηση των μορίων και των πρωτεϊνών του νουκλεϊκού οξέος, που οδηγεί σε μεταλλάξεις και αδρανοποίηση των ενζύμων.

Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η εντατικοποίηση της υπεροξείδωσης των λιπιδίων ρυθμίζεται από το αντιοξειδωτικό σύστημα των κυττάρων, που αντιπροσωπεύεται από ένζυμα που αδρανοποιούν τα ενεργά είδη οξυγόνου - υπεροξειδική δισμουτάση, καταλάση, υπεροξειδάση και ουσίες με αντιοξειδωτική δράση - τοκοφερόλη (βιταμίνη Ε), ουβικινόνη κ.λπ. Έντονη προστατευτική δράση στις κυτταρικές μεμβράνες (κυτταροπροστατευτική δράση) με διάφορες βλαβερές επιδράσεις στον οργανισμό, οι προσταγλανδίνες Ε και J2 έχουν, «σβήνοντας» την ενεργοποίηση της οξείδωσης των ελεύθερων ριζών. Οι προσταγλανδίνες προστατεύουν τον γαστρικό βλεννογόνο και τα ηπατοκύτταρα από χημικές βλάβες, τους νευρώνες, τα νευρογλοιακά κύτταρα, τα καρδιομυοκύτταρα - από υποξική βλάβη, τους σκελετικούς μύες - κατά τη διάρκεια έντονης σωματικής δραστηριότητας. Οι προσταγλανδίνες, δεσμεύοντας σε συγκεκριμένους υποδοχείς στις κυτταρικές μεμβράνες, σταθεροποιούν τη διπλοστοιβάδα των τελευταίων και μειώνουν την απώλεια φωσφολιπιδίων από τις μεμβράνες.

Λειτουργίες των μεμβρανικών υποδοχέων

πεδία_κειμένου

πεδία_κειμένου

βέλος_προς τα πάνω

Ένα χημικό ή μηχανικό σήμα γίνεται αρχικά αντιληπτό από τους υποδοχείς της κυτταρικής μεμβράνης. Συνέπεια αυτού είναι μια χημική τροποποίηση των πρωτεϊνών της μεμβράνης, που οδηγεί στην ενεργοποίηση «δεύτερων αγγελιοφόρων» που διασφαλίζουν την ταχεία διάδοση του σήματος στο κύτταρο στο γονιδίωμα, τα ένζυμα, τα συσταλτικά στοιχεία κ.λπ.

Η μετάδοση διαμεμβρανικού σήματος σε ένα κύτταρο μπορεί να αναπαρασταθεί σχηματικά ως εξής:

1) Ο υποδοχέας, διεγερμένος από το λαμβανόμενο σήμα, ενεργοποιεί τις γ-πρωτεΐνες της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτό συμβαίνει όταν δεσμεύουν τριφωσφορική γουανοσίνη (GTP).

2) Η αλληλεπίδραση του συμπλέγματος GTP-γ-πρωτεΐνης, με τη σειρά του, ενεργοποιεί το ένζυμο - τον πρόδρομο των δευτερευόντων αγγελιαφόρων, που βρίσκεται στην εσωτερική πλευρά της μεμβράνης.

Ο πρόδρομος ενός δεύτερου αγγελιοφόρου, το cAMP, που σχηματίζεται από ΑΤΡ, είναι το ένζυμο αδενυλική κυκλάση.
Ο πρόδρομος των άλλων δευτερογενών αγγελιοφόρων - η τριφωσφορική ινοσιτόλη και η διακυλογλυκερόλη, που σχηματίζονται από τη μεμβράνη φωσφατιδυλινοσιτόλη-4,5-διφωσφορική, είναι το ένζυμο φωσφολιπάση C. Επιπλέον, η τριφωσφορική ινοσιτόλη κινητοποιεί έναν άλλο δευτερεύοντα αγγελιοφόρο που εμπλέκεται σχεδόν στα κυτταρικά ιόντα. όλες οι ρυθμιστικές διαδικασίες στο κύτταρο. Για παράδειγμα, η προκύπτουσα τριφωσφορική ινοσιτόλη προκαλεί απελευθέρωση ασβεστίου από το ενδοπλασματικό δίκτυο και αύξηση της συγκέντρωσής του στο κυτταρόπλασμα, ενεργοποιώντας έτσι διάφορες μορφές κυτταρικής απόκρισης. Με τη βοήθεια της τριφωσφορικής ινοσιτόλης και της διακυλογλυκερόλης, η λειτουργία των λείων μυών και των Β κυττάρων του παγκρέατος ρυθμίζεται από την ακετυλοχολίνη, ο πρόσθιος λοβός της υπόφυσης από τον παράγοντα απελευθέρωσης θυρεογροπίνης, η απόκριση των λεμφοκυττάρων στο αντιγόνο κ.λπ.
Σε ορισμένα κύτταρα, το ρόλο ενός δεύτερου αγγελιοφόρου παίζει το cGMP, που σχηματίζεται από GTP με τη βοήθεια του ενζύμου γουανυλική κυκλάση. Χρησιμεύει, για παράδειγμα, ως δεύτερος αγγελιοφόρος για τη νατριουρητική ορμόνη στους λείους μυς των τοιχωμάτων των αιμοφόρων αγγείων. Το cAMP χρησιμεύει ως δευτερεύων αγγελιοφόρος για πολλές ορμόνες - αδρεναλίνη, ερυθροποιητίνη κ.λπ. (Κεφάλαιο 3).

Η φύση έχει δημιουργήσει πολλούς οργανισμούς και κύτταρα, αλλά παρόλα αυτά, η δομή και οι περισσότερες από τις λειτουργίες των βιολογικών μεμβρανών είναι ίδιες, γεγονός που καθιστά δυνατή την εξέταση της δομής τους και τη μελέτη των βασικών ιδιοτήτων τους χωρίς να συνδέονται με έναν συγκεκριμένο τύπο κυττάρου.

Τι είναι η μεμβράνη;

Οι μεμβράνες είναι ένα προστατευτικό στοιχείο που αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του κυττάρου κάθε ζωντανού οργανισμού.

Η δομική και λειτουργική μονάδα όλων των ζωντανών οργανισμών στον πλανήτη είναι το κύτταρο. Η ζωτική του δραστηριότητα είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με το περιβάλλον με το οποίο ανταλλάσσει ενέργεια, πληροφορίες και ύλη. Έτσι, η θρεπτική ενέργεια που είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του κυττάρου προέρχεται από το εξωτερικό και δαπανάται για τις διάφορες λειτουργίες του.

Η δομή της απλούστερης δομικής μονάδας ενός ζωντανού οργανισμού: μεμβράνη οργανιδίων, διάφορα εγκλείσματα. Περιβάλλεται από μια μεμβράνη, μέσα στην οποία βρίσκονται ο πυρήνας και όλα τα οργανίδια. Αυτά είναι τα μιτοχόνδρια, τα λυσοσώματα, τα ριβοσώματα, το ενδοπλασματικό δίκτυο. Κάθε δομικό στοιχείο έχει τη δική του μεμβράνη.

Ρόλος στη δραστηριότητα των κυττάρων

Η βιολογική μεμβράνη παίζει καθοριστικό ρόλο στη δομή και τη λειτουργία ενός στοιχειώδους ζωντανού συστήματος. Μόνο ένα κύτταρο που περιβάλλεται από ένα προστατευτικό κέλυφος μπορεί δικαίως να ονομαστεί οργανισμός. Μια διαδικασία όπως ο μεταβολισμός πραγματοποιείται επίσης λόγω της παρουσίας μιας μεμβράνης. Εάν διαταραχθεί η δομική του ακεραιότητα, αυτό οδηγεί σε αλλαγή στη λειτουργική κατάσταση του σώματος στο σύνολό του.

Η κυτταρική μεμβράνη και οι λειτουργίες της

Διαχωρίζει το κυτταρόπλασμα του κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον ή από τη μεμβράνη. Η κυτταρική μεμβράνη διασφαλίζει τη σωστή εκτέλεση συγκεκριμένων λειτουργιών, την ειδικότητα των μεσοκυττάριων επαφών και τις ανοσολογικές εκδηλώσεις και διατηρεί τη διαμεμβρανική διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό. Περιέχει υποδοχείς που μπορούν να αντιληφθούν χημικά σήματα - ορμόνες, μεσολαβητές και άλλα βιολογικά ενεργά συστατικά. Αυτοί οι υποδοχείς του δίνουν μια άλλη ικανότητα - να αλλάζει τη μεταβολική δραστηριότητα του κυττάρου.

Λειτουργίες μεμβράνης:

1. Ενεργή μεταφορά ουσιών.

2. Παθητική μεταφορά ουσιών:

2.1. Η διάχυση είναι απλή.

2.2. Μεταφορά μέσω των πόρων.

2.3. Η μεταφορά πραγματοποιείται με διάχυση ενός φορέα μαζί με μια ουσία μεμβράνης ή με αναμετάδοση μιας ουσίας κατά μήκος της μοριακής αλυσίδας του φορέα.

3. Μεταφορά μη ηλεκτρολυτών λόγω απλής και διευκολυνόμενης διάχυσης.

Δομή κυτταρικής μεμβράνης

Τα συστατικά της κυτταρικής μεμβράνης είναι λιπίδια και πρωτεΐνες.

Λιπίδια: φωσφολιπίδια, φωσφατιδυλαιθανολαμίνη, σφιγγομυελίνη, φωσφατιδυλινοσιτόλη και φωσφατιδυλοσερίνη, γλυκολιπίδια. Η αναλογία των λιπιδίων είναι 40-90%.

Πρωτεΐνες: περιφερικές, αναπόσπαστες (γλυκοπρωτεΐνες), σπεκτρίνη, ακτίνη, κυτταροσκελετός.

Το κύριο δομικό στοιχείο είναι ένα διπλό στρώμα μορίων φωσφολιπιδίου.

Μεμβράνη στέγης: ορισμός και τυπολογία

Μερικά στατιστικά στοιχεία. Στο έδαφος της Ρωσικής Ομοσπονδίας, η μεμβράνη έχει χρησιμοποιηθεί ως υλικό στέγης όχι πολύ καιρό πριν. Το μερίδιο των στεγών μεμβράνης από τον συνολικό αριθμό των μαλακών πλακών οροφής είναι μόνο 1,5%. Οι στέγες ασφάλτου και μαστίχας έχουν γίνει πιο διαδεδομένες στη Ρωσία. Αλλά στη Δυτική Ευρώπη, το μερίδιο των στεγών με μεμβράνη είναι 87%. Η διαφορά είναι αισθητή.

Κατά κανόνα, η μεμβράνη ως κύριο υλικό κατά την κάλυψη της οροφής είναι ιδανική για επίπεδες στέγες. Για όσους έχουν μεγάλη κλίση είναι λιγότερο κατάλληλο.

Οι όγκοι παραγωγής και πωλήσεων στεγών μεμβράνης στην εγχώρια αγορά παρουσιάζουν θετική αυξητική τάση. Γιατί; Οι λόγοι είναι κάτι παραπάνω από ξεκάθαροι:

• Η διάρκεια ζωής είναι περίπου 60 χρόνια. Φανταστείτε, μόνο η περίοδος εγγύησης χρήσης, η οποία καθορίζεται από τον κατασκευαστή, φτάνει τα 20 χρόνια.
• Εύκολο στην εγκατάσταση. Για σύγκριση: η εγκατάσταση μιας οροφής ασφάλτου διαρκεί 1,5 φορές περισσότερο από την εγκατάσταση μιας στέγης μεμβράνης.
• Ευκολία στις εργασίες συντήρησης και επισκευής.

Το πάχος των μεμβρανών στέγης μπορεί να είναι 0,8-2 mm και το μέσο βάρος ενός τετραγωνικού μέτρου είναι 1,3 kg.

Ιδιότητες μεμβρανών στέγης:

• ελαστικότητα;
• δύναμη;
• αντοχή στις υπεριώδεις ακτίνες και σε άλλα επιθετικά περιβάλλοντα.
• αντοχή στον παγετό?
• αντοχή στη φωτιά.

Υπάρχουν τρεις τύποι μεμβράνης στέγης. Το κύριο χαρακτηριστικό ταξινόμησης είναι ο τύπος του πολυμερούς υλικού που αποτελεί τη βάση του καμβά. Έτσι, οι μεμβράνες στέγης είναι:

• που ανήκουν στην ομάδα EPDM, κατασκευάζονται με βάση πολυμερισμένο μονομερές αιθυλενίου-προπυλενίου-διενίου, ή απλά, Πλεονεκτήματα: υψηλή αντοχή, ελαστικότητα, αντοχή στο νερό, φιλικότητα προς το περιβάλλον, χαμηλό κόστος. Μειονεκτήματα: τεχνολογία κόλλας για την ένωση φύλλων με χρήση ειδικής ταινίας, χαμηλή αντοχή αρμών. Πεδίο εφαρμογής: χρησιμοποιείται ως στεγανωτικό υλικό για δάπεδα σηράγγων, πηγές νερού, εγκαταστάσεις αποθήκευσης απορριμμάτων, τεχνητές και φυσικές δεξαμενές κ.λπ.
• Μεμβράνες PVC. Πρόκειται για κοχύλια στην παραγωγή των οποίων το πολυβινυλοχλωρίδιο χρησιμοποιείται ως κύριο υλικό. Πλεονεκτήματα: Αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, αντοχή στη φωτιά, μεγάλη γκάμα χρωμάτων υφασμάτων μεμβράνης. Μειονεκτήματα: χαμηλή αντοχή σε ασφαλτικά υλικά, λάδια, διαλύτες. απελευθερώνει επιβλαβείς ουσίες στην ατμόσφαιρα. Το χρώμα του καμβά ξεθωριάζει με την πάροδο του χρόνου.
• TPO. Κατασκευασμένο από θερμοπλαστικά ολεφίνες. Μπορούν να είναι ενισχυμένα ή μη. Τα πρώτα είναι εξοπλισμένα με πολυεστερικό πλέγμα ή ύφασμα από υαλοβάμβακα. Πλεονεκτήματα: φιλικότητα προς το περιβάλλον, ανθεκτικότητα, υψηλή ελαστικότητα, αντοχή στη θερμοκρασία (τόσο σε υψηλές όσο και σε χαμηλές θερμοκρασίες), συγκολλημένες ενώσεις ραφών υφάσματος. Μειονεκτήματα: υψηλή κατηγορία τιμής, έλλειψη κατασκευαστών στην εγχώρια αγορά.

Προφίλ μεμβράνη: χαρακτηριστικά, λειτουργίες και πλεονεκτήματα

Οι μεμβράνες με προφίλ είναι μια καινοτομία στην κατασκευαστική αγορά. Αυτή η μεμβράνη χρησιμοποιείται ως στεγανωτικό υλικό.

Η ουσία που χρησιμοποιείται στην παραγωγή είναι το πολυαιθυλένιο. Το τελευταίο διατίθεται σε δύο τύπους: πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HDPE) και πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE).

Τεχνικά χαρακτηριστικά μεμβρανών LDPE και HDPE

Δείκτης
Αντοχή σε εφελκυσμό (MPa)
Επιμήκυνση εφελκυσμού (%)
Πυκνότητα (kg/cu.m.)
Αντοχή σε Θλίψη (MPa)
Αντοχή κρούσης (οδοντωτή) (KJ/τ.μ.)
Μέτρο ελαστικότητας κάμψης (MPa)
Σκληρότητα (MRa)
Θερμοκρασία λειτουργίας (˚С)	από -60 έως +80	από -60 έως +80
Ποσοστό ημερήσιας απορρόφησης νερού (%)

Η διαμορφωμένη μεμβράνη από πολυαιθυλένιο υψηλής πίεσης έχει μια ειδική επιφάνεια - κοίλα σπυράκια. Το ύψος αυτών των σχηματισμών μπορεί να κυμαίνεται από 7 έως 20 mm. Η εσωτερική επιφάνεια της μεμβράνης είναι λεία. Αυτό επιτρέπει την απρόσκοπτη κάμψη των οικοδομικών υλικών.

Η αλλαγή του σχήματος μεμονωμένων τμημάτων της μεμβράνης αποκλείεται, καθώς η πίεση κατανέμεται ομοιόμορφα σε ολόκληρη την περιοχή της λόγω της παρουσίας των ίδιων προεξοχών. Η γεωμεμβράνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μόνωση εξαερισμού. Σε αυτή την περίπτωση, εξασφαλίζεται ελεύθερη ανταλλαγή θερμότητας στο εσωτερικό του κτιρίου.

Πλεονεκτήματα των μεμβρανών με προφίλ:

• αυξημένη δύναμη?
• θερμική αντίσταση;
• αντοχή σε χημικές και βιολογικές επιδράσεις.
• μεγάλη διάρκεια ζωής (πάνω από 50 χρόνια).
• ευκολία εγκατάστασης και συντήρησης.
• προσιτη τιμη.

Οι μεμβράνες με προφίλ διατίθενται σε τρεις τύπους:

• με ύφασμα μονής στρώσης?
• με ύφασμα δύο στρώσεων = γεωύφασμα + μεμβράνη αποστράγγισης.
• με ύφασμα τριών στρώσεων = ολισθηρή επιφάνεια + γεωύφασμα + μεμβράνη αποστράγγισης.

Μια μεμβράνη με προφίλ μονής στρώσης χρησιμοποιείται για την προστασία της κύριας στεγανοποίησης, εγκατάστασης και αποσυναρμολόγησης προετοιμασίας σκυροδέματος τοίχων με υψηλή υγρασία. Κατά την εγκατάσταση χρησιμοποιείται ένα προστατευτικό στρώμα δύο στρώσεων, το οποίο αποτελείται από τρία στρώματα και χρησιμοποιείται σε έδαφος που είναι επιρρεπές στον παγετό και σε βαθύ έδαφος.

Περιοχές χρήσης αποστραγγιστικών μεμβρανών

Η μεμβράνη με προφίλ βρίσκει την εφαρμογή της στους ακόλουθους τομείς:

1. Βασική στεγανοποίηση της βάσης. Παρέχει αξιόπιστη προστασία από την καταστροφική επίδραση των υπόγειων υδάτων, των ριζικών συστημάτων των φυτών, της καθίζησης του εδάφους και των μηχανικών βλαβών.
2. Αποστράγγιση τοίχων θεμελίωσης. Εξουδετερώνει τις επιπτώσεις των υπόγειων υδάτων και της ατμοσφαιρικής βροχόπτωσης μεταφέροντάς τα σε συστήματα αποχέτευσης.
3. Οριζόντιος τύπος - προστασία από παραμόρφωση λόγω δομικών χαρακτηριστικών.
4. Ανάλογο με την προετοιμασία του σκυροδέματος. Χρησιμοποιείται στην περίπτωση οικοδομικών εργασιών για την κατασκευή κτιρίων σε περιοχή με χαμηλά υπόγεια ύδατα, σε περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται οριζόντια στεγανοποίηση για προστασία από τριχοειδή υγρασία. Επίσης, οι λειτουργίες της μεμβράνης με προφίλ περιλαμβάνουν την αποτροπή της διέλευσης τσιμεντοσωλήνας στο έδαφος.
5. Αερισμός επιφανειών τοίχων με υψηλά επίπεδα υγρασίας. Μπορεί να τοποθετηθεί τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό του δωματίου. Στην πρώτη περίπτωση, ενεργοποιείται η κυκλοφορία του αέρα και στη δεύτερη, εξασφαλίζεται η βέλτιστη υγρασία και θερμοκρασία.
6. Χρησιμοποιείται αναστροφή στέγης.

Μεμβράνη υπερδιάχυσης

Η μεμβράνη υπερδιάχυσης είναι ένα υλικό νέας γενιάς, ο κύριος σκοπός του οποίου είναι να προστατεύει τα στοιχεία της δομής στέγης από τον άνεμο, τη βροχόπτωση και τον ατμό.

Η παραγωγή προστατευτικού υλικού βασίζεται στη χρήση μη υφασμένων ουσιών, πυκνών ινών υψηλής ποιότητας. Οι μεμβράνες τριών και τεσσάρων στρωμάτων είναι δημοφιλείς στην εγχώρια αγορά. Κριτικές από ειδικούς και καταναλωτές επιβεβαιώνουν ότι όσο περισσότερα στρώματα βασίζεται μια δομή, τόσο ισχυρότερες είναι οι προστατευτικές της λειτουργίες και επομένως τόσο υψηλότερη είναι η ενεργειακή απόδοση του δωματίου συνολικά.

Ανάλογα με τον τύπο της οροφής, τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού της και τις κλιματικές συνθήκες, οι κατασκευαστές συνιστούν να προτιμάτε τον ένα ή τον άλλο τύπο μεμβράνης διάχυσης. Άρα, υπάρχουν για δίρριχτες στέγες σύνθετων και απλών κατασκευών, για δίρριχτες στέγες με ελάχιστη κλίση, για στέγες με επικάλυψη ραφών κ.λπ.

Η μεμβράνη υπερδιάχυσης τοποθετείται απευθείας στο θερμομονωτικό στρώμα, το δάπεδο από σανίδες. Δεν υπάρχει ανάγκη για κενό εξαερισμού. Το υλικό στερεώνεται με ειδικούς συνδετήρες ή ατσάλινα καρφιά. Οι άκρες των φύλλων διάχυσης ενώνονται και η εργασία μπορεί να πραγματοποιηθεί ακόμη και κάτω από ακραίες συνθήκες: σε ισχυρές ριπές ανέμου κ.λπ.

Επιπλέον, η εν λόγω επίστρωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προσωρινό κάλυμμα στέγης.

Μεμβράνες PVC: ουσία και σκοπός

Οι μεμβράνες PFC είναι ένα υλικό στέγης κατασκευασμένο από πολυβινυλοχλωρίδιο και έχουν ελαστικές ιδιότητες. Ένα τέτοιο σύγχρονο υλικό στέγης έχει αντικαταστήσει πλήρως τα ανάλογα ρολού ασφάλτου, τα οποία έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα - την ανάγκη για συστηματική συντήρηση και επισκευή. Σήμερα, τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των μεμβρανών PVC καθιστούν δυνατή τη χρήση τους κατά την εκτέλεση εργασιών επισκευής σε παλιές επίπεδες στέγες. Χρησιμοποιούνται επίσης κατά την τοποθέτηση νέων στεγών.

Μια οροφή από αυτό το υλικό είναι εύκολη στη χρήση και η τοποθέτησή της μπορεί να γίνει σε κάθε τύπο επιφάνειας, οποιαδήποτε εποχή του χρόνου και σε οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες. Η μεμβράνη PVC έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:

• δύναμη;
• σταθερότητα όταν εκτίθεται σε ακτίνες UV, διάφορους τύπους βροχόπτωσης, σημειακά και επιφανειακά φορτία.

Χάρη στις μοναδικές τους ιδιότητες, οι μεμβράνες PVC θα σας εξυπηρετούν πιστά για πολλά χρόνια. Η διάρκεια ζωής μιας τέτοιας στέγης είναι ίση με τη διάρκεια ζωής του ίδιου του κτιρίου, ενώ τα υλικά στέγης σε ρολό απαιτούν τακτικές επισκευές και, σε ορισμένες περιπτώσεις, πλήρη αποσυναρμολόγηση και εγκατάσταση νέου ορόφου.

Τα φύλλα μεμβράνης PVC συνδέονται μεταξύ τους με θερμή συγκόλληση, η θερμοκρασία της οποίας κυμαίνεται από 400-600 βαθμούς Κελσίου. Αυτή η σύνδεση είναι πλήρως σφραγισμένη.

Πλεονεκτήματα των μεμβρανών PVC

Τα πλεονεκτήματά τους είναι προφανή:

• ευελιξία του συστήματος στέγης, που ταιριάζει καλύτερα στο κατασκευαστικό έργο.
• ανθεκτική, αεροστεγής ραφή σύνδεσης μεταξύ των φύλλων μεμβράνης.
• ιδανική ανοχή στην κλιματική αλλαγή, τις καιρικές συνθήκες, τη θερμοκρασία, την υγρασία.
• αυξημένη διαπερατότητα ατμών, η οποία προωθεί την εξάτμιση της υγρασίας που συσσωρεύεται στον χώρο κάτω από την οροφή.
• πολλές επιλογές χρωμάτων?
• ιδιότητες πυρκαγιάς?
• την ικανότητα να διατηρεί τις αρχικές του ιδιότητες και εμφάνιση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
• Η μεμβράνη PVC είναι ένα απολύτως φιλικό προς το περιβάλλον υλικό, το οποίο επιβεβαιώνεται από σχετικά πιστοποιητικά.
• η διαδικασία εγκατάστασης είναι μηχανοποιημένη, επομένως δεν θα χρειαστεί πολύς χρόνος.
• Οι κανόνες λειτουργίας επιτρέπουν την εγκατάσταση διαφόρων αρχιτεκτονικών προσθηκών απευθείας πάνω από την ίδια την οροφή με μεμβράνη PVC.
• Η εγκατάσταση ενός στρώματος θα εξοικονομήσει χρήματα.
• ευκολία συντήρησης και επισκευής.

Ύφασμα μεμβράνης

Το ύφασμα μεμβράνης είναι γνωστό στην κλωστοϋφαντουργία εδώ και πολύ καιρό. Τα παπούτσια και τα ρούχα κατασκευάζονται από αυτό το υλικό: ενήλικες και παιδιά. Η μεμβράνη είναι η βάση του υφάσματος μεμβράνης, που παρουσιάζεται με τη μορφή λεπτής μεμβράνης πολυμερούς και έχει χαρακτηριστικά όπως η στεγανότητα και η διαπερατότητα των ατμών. Για την παραγωγή αυτού του υλικού, αυτό το φιλμ επικαλύπτεται με εξωτερικά και εσωτερικά προστατευτικά στρώματα. Η δομή τους καθορίζεται από την ίδια τη μεμβράνη. Αυτό γίνεται για να διατηρηθούν όλες οι ευεργετικές ιδιότητες ακόμη και σε περίπτωση ζημιάς. Με άλλα λόγια, τα ρούχα με μεμβράνη δεν βρέχονται όταν εκτίθενται σε βροχόπτωση με τη μορφή χιονιού ή βροχής, αλλά ταυτόχρονα επιτρέπουν τέλεια στον ατμό να περάσει από το σώμα στο εξωτερικό περιβάλλον. Αυτή η ροή επιτρέπει στο δέρμα να αναπνέει.

Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα ιδανικά χειμωνιάτικα ρούχα κατασκευάζονται από τέτοιο ύφασμα. Η μεμβράνη στη βάση του υφάσματος μπορεί να είναι:

• με πόρους?
• χωρίς πόρους?
• σε συνδυασμό.

Οι μεμβράνες, που έχουν πολλούς μικροπόρους, περιέχουν τεφλόν. Οι διαστάσεις τέτοιων πόρων δεν φτάνουν τις διαστάσεις ούτε μιας σταγόνας νερού, αλλά είναι μεγαλύτερες από ένα μόριο νερού, γεγονός που υποδηλώνει αντοχή στο νερό και ικανότητα απομάκρυνσης του ιδρώτα.

Οι μεμβράνες που δεν έχουν πόρους συνήθως κατασκευάζονται από πολυουρεθάνη. Το εσωτερικό τους στρώμα συγκεντρώνει όλες τις εκκρίσεις ιδρώτα και λίπους του ανθρώπινου σώματος και τις ωθεί προς τα έξω.

Η δομή της συνδυασμένης μεμβράνης συνεπάγεται την παρουσία δύο στρωμάτων: πορώδη και λεία. Αυτό το ύφασμα έχει υψηλά ποιοτικά χαρακτηριστικά και θα διαρκέσει για πολλά χρόνια.

Χάρη σε αυτά τα πλεονεκτήματα, τα ρούχα και τα παπούτσια που κατασκευάζονται από υφάσματα μεμβράνης και προορίζονται για χρήση τη χειμερινή περίοδο είναι ανθεκτικά, αλλά ελαφριά και παρέχουν εξαιρετική προστασία από τον παγετό, την υγρασία και τη σκόνη. Είναι απλά αναντικατάστατα για πολλά ενεργά είδη χειμερινής αναψυχής και ορειβασίας.

Οριοθέτηση ( εμπόδιο) - Διαχωρίστε το κυτταρικό περιεχόμενο από το εξωτερικό περιβάλλον.

Ρυθμίζει την ανταλλαγή μεταξύ του κυττάρου και του περιβάλλοντος.

Διαιρούν τα κύτταρα σε διαμερίσματα, ή διαμερίσματα, που προορίζονται για ορισμένες εξειδικευμένες μεταβολικές οδούς ( διαίρεση);

Είναι ο τόπος ορισμένων χημικών αντιδράσεων (αντιδράσεις φωτός της φωτοσύνθεσης σε χλωροπλάστες, οξειδωτική φωσφορυλίωση κατά την αναπνοή στα μιτοχόνδρια).

Παρέχει επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων στους ιστούς των πολυκύτταρων οργανισμών.

Μεταφορά- πραγματοποιεί διαμεμβρανική μεταφορά.

Αισθητήριο νεύρο- είναι η θέση των θέσεων των υποδοχέων που αναγνωρίζουν εξωτερικά ερεθίσματα.

Μεταφορά ουσιώνμέσω της μεμβράνης - μία από τις κύριες λειτουργίες της μεμβράνης, εξασφαλίζοντας την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του κυττάρου και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Ανάλογα με την κατανάλωση ενέργειας για τη μεταφορά ουσιών, διακρίνονται:

παθητική μεταφορά ή διευκολυνόμενη διάχυση.

ενεργή (επιλεκτική) μεταφορά με τη συμμετοχή ΑΤΡ και ενζύμων.

μεταφορά σε συσκευασία μεμβράνης. Υπάρχουν ενδοκυττάρωση (μέσα στο κύτταρο) και εξωκυττάρωση (έξω από το κύτταρο) - μηχανισμοί που μεταφέρουν μεγάλα σωματίδια και μακρομόρια μέσω της μεμβράνης. Κατά τη διάρκεια της ενδοκυττάρωσης, η πλασματική μεμβράνη σχηματίζει μια κολπίτιδα, οι άκρες της συγχωνεύονται και ένα κυστίδιο απελευθερώνεται στο κυτταρόπλασμα. Το κυστίδιο οριοθετείται από το κυτταρόπλασμα από μία μόνο μεμβράνη, η οποία είναι μέρος της εξωτερικής κυτταροπλασματικής μεμβράνης. Υπάρχουν φαγοκυττάρωση και πινοκυττάρωση. Η φαγοκυττάρωση είναι η απορρόφηση μεγάλων σωματιδίων που είναι αρκετά σκληρά. Για παράδειγμα, φαγοκυττάρωση λεμφοκυττάρων, πρωτόζωων κ.λπ. Πινοκύττωση είναι η διαδικασία σύλληψης και απορρόφησης σταγονιδίων υγρού με ουσίες διαλυμένες σε αυτό.

Η εξωκυττάρωση είναι η διαδικασία αφαίρεσης διαφόρων ουσιών από το κύτταρο. Κατά την εξωκυττάρωση, η μεμβράνη του κυστιδίου, ή κενοτόπιο, συγχωνεύεται με την εξωτερική κυτταροπλασματική μεμβράνη. Τα περιεχόμενα του κυστιδίου απομακρύνονται πέρα ​​από την κυτταρική επιφάνεια και η μεμβράνη περιλαμβάνεται στην εξωτερική κυτταροπλασματική μεμβράνη.

Στον πυρήνα παθητικόςμεταφορά αφόρτιτων μορίων έγκειται στη διαφορά μεταξύ των συγκεντρώσεων υδρογόνου και φορτίων, δηλ. ηλεκτροχημική κλίση. Οι ουσίες θα μετακινηθούν από μια περιοχή με υψηλότερη κλίση σε μια περιοχή με χαμηλότερη. Η ταχύτητα μεταφοράς εξαρτάται από τη διαφορά στις κλίσεις.

Η απλή διάχυση είναι η μεταφορά ουσιών απευθείας μέσω της λιπιδικής διπλοστιβάδας. Χαρακτηριστικό αερίων, μη πολικά ή μικρά αφόρτιστα πολικά μόρια, διαλυτά σε λίπη. Το νερό διεισδύει γρήγορα στη διπλή στιβάδα γιατί το μόριο του είναι μικρό και ηλεκτρικά ουδέτερο. Η διάχυση του νερού μέσω των μεμβρανών ονομάζεται όσμωση.

Η διάχυση μέσω των διαύλων μεμβράνης είναι η μεταφορά φορτισμένων μορίων και ιόντων (Na, K, Ca, Cl) που διεισδύουν μέσω της μεμβράνης λόγω της παρουσίας ειδικών πρωτεϊνών σχηματισμού καναλιών που σχηματίζουν πόρους νερού.

Διευκολυνόμενη διάχυση είναι η μεταφορά ουσιών με τη χρήση ειδικών πρωτεϊνών μεταφοράς. Κάθε πρωτεΐνη είναι υπεύθυνη για ένα αυστηρά καθορισμένο μόριο ή ομάδα σχετικών μορίων, αλληλεπιδρά μαζί της και κινείται μέσω της μεμβράνης. Για παράδειγμα, σάκχαρα, αμινοξέα, νουκλεοτίδια και άλλα πολικά μόρια.

Ενεργή μεταφοράπραγματοποιείται από πρωτεΐνες-φορείς (ATPase) έναντι ηλεκτροχημικής βαθμίδας, με κατανάλωση ενέργειας. Η πηγή του είναι τα μόρια ATP. Για παράδειγμα, το νάτριο είναι μια αντλία καλίου.

Η συγκέντρωση του καλίου μέσα στο κύτταρο είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι έξω από αυτό, και το νάτριο - αντίστροφα. Επομένως, τα κατιόντα καλίου και νατρίου διαχέονται παθητικά μέσω των υδάτινων πόρων της μεμβράνης κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η διαπερατότητα της μεμβράνης για ιόντα καλίου είναι υψηλότερη από ό,τι για ιόντα νατρίου. Κατά συνέπεια, το κάλιο διαχέεται έξω από το κύτταρο πιο γρήγορα από το νάτριο στο κύτταρο. Ωστόσο, για την κανονική λειτουργία των κυττάρων είναι απαραίτητη μια ορισμένη αναλογία 3 ιόντων καλίου και 2 νατρίου. Επομένως, υπάρχει μια αντλία νατρίου-καλίου στη μεμβράνη που αντλεί ενεργά το νάτριο έξω από το κύτταρο και το κάλιο στο κύτταρο. Αυτή η αντλία είναι μια διαμεμβρανική μεμβρανική πρωτεΐνη ικανή για διαμορφωτικές αναδιατάξεις. Ως εκ τούτου, μπορεί να προσκολλήσει στον εαυτό του και ιόντα καλίου και νατρίου (αντιπορμικό). Η διαδικασία είναι ενεργοβόρα:

Από το εσωτερικό της μεμβράνης, ιόντα νατρίου και ένα μόριο ATP εισέρχονται στην πρωτεΐνη της αντλίας και τα ιόντα καλίου προέρχονται από το εξωτερικό.

Τα ιόντα νατρίου συνδυάζονται με ένα μόριο πρωτεΐνης και η πρωτεΐνη αποκτά δραστηριότητα ΑΤΡάσης, δηλ. την ικανότητα να προκαλείται υδρόλυση ATP, η οποία συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενέργειας που οδηγεί την αντλία.

Το φωσφορικό που απελευθερώνεται κατά την υδρόλυση του ATP προσκολλάται στην πρωτεΐνη, δηλ. φωσφορυλιώνει την πρωτεΐνη.

Η φωσφορυλίωση προκαλεί διαμορφωτικές αλλαγές στην πρωτεΐνη· καθίσταται ανίκανη να συγκρατήσει ιόντα νατρίου. Απελευθερώνονται και μετακινούνται έξω από το κελί.

Η νέα διαμόρφωση της πρωτεΐνης προάγει την προσκόλληση ιόντων καλίου σε αυτήν.

Η προσθήκη ιόντων καλίου προκαλεί αποφωσφορυλίωση της πρωτεΐνης. Αλλάζει ξανά τη διαμόρφωσή του.

Μια αλλαγή στη διαμόρφωση της πρωτεΐνης οδηγεί στην απελευθέρωση ιόντων καλίου μέσα στο κύτταρο.

Η πρωτεΐνη είναι και πάλι έτοιμη να προσκολλήσει ιόντα νατρίου στον εαυτό της.

Σε έναν κύκλο λειτουργίας, η αντλία αντλεί 3 ιόντα νατρίου από το κύτταρο και αντλεί 2 ιόντα καλίου.

Κυτόπλασμα– υποχρεωτικό συστατικό του κυττάρου, που βρίσκεται μεταξύ της επιφανειακής συσκευής του κυττάρου και του πυρήνα. Πρόκειται για ένα σύνθετο ετερογενές δομικό σύμπλεγμα που αποτελείται από:

υαλόπλασμα

οργανίδια (μόνιμα συστατικά του κυτταροπλάσματος)

Τα εγκλείσματα είναι προσωρινά συστατικά του κυτταροπλάσματος.

Κυτοπλασματική μήτρα(υαλόπλασμα) είναι το εσωτερικό περιεχόμενο του κυττάρου - ένα άχρωμο, παχύ και διαφανές κολλοειδές διάλυμα. Τα συστατικά της κυτταροπλασματικής μήτρας πραγματοποιούν διαδικασίες βιοσύνθεσης στο κύτταρο και περιέχουν ένζυμα απαραίτητα για την παραγωγή ενέργειας, κυρίως λόγω της αναερόβιας γλυκόλυσης.

Βασικές ιδιότητες της κυτταροπλασματικής μήτρας.

Προσδιορίζει τις κολλοειδείς ιδιότητες του κυττάρου. Μαζί με τις ενδοκυτταρικές μεμβράνες του κενοτοπικού συστήματος, μπορεί να θεωρηθεί ένα εξαιρετικά ετερογενές ή πολυφασικό κολλοειδές σύστημα.

Παρέχει μια αλλαγή στο ιξώδες του κυτταροπλάσματος, μια μετάβαση από ένα πήκτωμα (παχύτερο) σε ένα κολλοειδές διάλυμα (πιο υγρό), το οποίο συμβαίνει υπό την επίδραση εξωτερικών και εσωτερικών παραγόντων.

Παρέχει κυκλώσεις, κίνηση αμοιβοειδών, κυτταρική διαίρεση και κίνηση της χρωστικής στα χρωματοφόρα.

Προσδιορίζει την πολικότητα της θέσης των ενδοκυτταρικών συστατικών.

Παρέχει μηχανικές ιδιότητες των κυττάρων - ελαστικότητα, ικανότητα συγχώνευσης, ακαμψία.

Οργανίδια– μόνιμες κυτταρικές δομές που διασφαλίζουν ότι το κύτταρο εκτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες. Ανάλογα με τα δομικά χαρακτηριστικά διακρίνονται:

οργανίδια μεμβράνης - έχουν δομή μεμβράνης. Μπορούν να είναι μονομεμβρανικά (ER, συσκευή Golgi, λυσοσώματα, κενοτόπια φυτικών κυττάρων). Διπλή μεμβράνη (μιτοχόνδρια, πλαστίδια, πυρήνας).

Μη μεμβρανικά οργανίδια - δεν έχουν δομή μεμβράνης (χρωμοσώματα, ριβοσώματα, κυτταρικό κέντρο, κυτταροσκελετός).

Τα οργανίδια γενικής χρήσης είναι χαρακτηριστικά όλων των κυττάρων: πυρήνας, μιτοχόνδρια, κυτταρικό κέντρο, συσκευή Golgi, ριβοσώματα, EPS, λυσοσώματα. Όταν τα οργανίδια είναι χαρακτηριστικά ορισμένων τύπων κυττάρων, ονομάζονται εξειδικευμένα οργανίδια (για παράδειγμα, μυοϊνίδια που συστέλλουν μια μυϊκή ίνα).

Ενδοπλασματικό δίκτυο- μια ενιαία συνεχής δομή, η μεμβράνη της οποίας σχηματίζει πολλές εγκολπώσεις και πτυχώσεις που μοιάζουν με σωληνάρια, μικροκενάκια και μεγάλες στέρνες. Οι μεμβράνες ER συνδέονται αφενός με την κυτταροπλασματική μεμβράνη του κυττάρου και αφετέρου με το εξωτερικό κέλυφος της πυρηνικής μεμβράνης.

Υπάρχουν δύο τύποι EPS - τραχύ και λείο.

Σε τραχύ ή κοκκώδες ER, οι στέρνες και τα σωληνάρια συνδέονται με ριβοσώματα. είναι η εξωτερική πλευρά της μεμβράνης.Το λείο ή κοκκώδες ER δεν έχει σχέση με τα ριβοσώματα. Αυτή είναι η εσωτερική πλευρά της μεμβράνης.

Η δομή της βιομεμβράνης. Οι μεμβράνες που δεσμεύουν τα κύτταρα και τα μεμβρανικά οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων έχουν κοινή χημική σύνθεση και δομή. Περιλαμβάνουν λιπίδια, πρωτεΐνες και υδατάνθρακες. Τα λιπίδια της μεμβράνης αντιπροσωπεύονται κυρίως από φωσφολιπίδια και χοληστερόλη. Οι περισσότερες μεμβρανικές πρωτεΐνες είναι σύνθετες πρωτεΐνες, όπως οι γλυκοπρωτεΐνες. Οι υδατάνθρακες δεν εμφανίζονται ανεξάρτητα στη μεμβράνη· συνδέονται με πρωτεΐνες και λιπίδια. Το πάχος των μεμβρανών είναι 7-10 nm.

Σύμφωνα με το επί του παρόντος γενικά αποδεκτό μοντέλο ρευστού μωσαϊκού δομής μεμβράνης, τα λιπίδια σχηματίζουν ένα διπλό στρώμα ή λιπιδική διπλοστιβάδα,στην οποία τα υδρόφιλα «κεφάλια» των μορίων λιπιδίων είναι στραμμένα προς τα έξω και οι υδρόφοβες «ουρές» είναι κρυμμένες μέσα στη μεμβράνη (Εικ. 2.24). Αυτές οι «ουρές», λόγω της υδροφοβικότητας τους, εξασφαλίζουν τον διαχωρισμό των υδατικών φάσεων του εσωτερικού περιβάλλοντος του κυττάρου και του περιβάλλοντος του. Οι πρωτεΐνες συνδέονται με τα λιπίδια μέσω διαφόρων τύπων αλληλεπιδράσεων. Ορισμένες πρωτεΐνες βρίσκονται στην επιφάνεια της μεμβράνης. Τέτοιες πρωτεΐνες ονομάζονται περιφερειακός,ή επιπόλαιος.Άλλες πρωτεΐνες είναι εν μέρει ή πλήρως βυθισμένες στη μεμβράνη - αυτές είναι αναπόσπαστο,ή βυθισμένες πρωτεΐνες.Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες εκτελούν δομικές, μεταφορικές, καταλυτικές, υποδοχείς και άλλες λειτουργίες.

Οι μεμβράνες δεν είναι σαν τους κρυστάλλους· τα συστατικά τους βρίσκονται συνεχώς σε κίνηση, με αποτέλεσμα να εμφανίζονται κενά μεταξύ των μορίων λιπιδίων - πόροι μέσω των οποίων διάφορες ουσίες μπορούν να εισέλθουν ή να εξέλθουν από το κύτταρο.

Οι βιολογικές μεμβράνες διαφέρουν ως προς τη θέση τους στο κύτταρο, τη χημική σύσταση και τις λειτουργίες τους. Οι κύριοι τύποι μεμβρανών είναι το πλάσμα και οι εσωτερικές.

Μεμβράνη πλάσματος(Εικ. 2.24) περιέχει περίπου 45% λιπίδια (συμπεριλαμβανομένων γλυκολιπιδίων), 50% πρωτεΐνες και 5% υδατάνθρακες. Πάνω από την επιφάνεια της μεμβράνης προεξέχουν αλυσίδες υδατανθράκων, που αποτελούν μέρος σύνθετων πρωτεϊνών-γλυκοπρωτεϊνών και πολύπλοκων λιπιδίων-γλυκολιπιδίων. Οι γλυκοπρωτεΐνες του πλάσματος είναι εξαιρετικά ειδικές. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται για την αμοιβαία αναγνώριση των κυττάρων, συμπεριλαμβανομένου του σπέρματος και του ωαρίου.

Στην επιφάνεια των ζωικών κυττάρων, οι αλυσίδες υδατανθράκων σχηματίζουν ένα λεπτό επιφανειακό στρώμα - γλυκοκάλυκα.Ανιχνεύεται σχεδόν σε όλα τα ζωικά κύτταρα, αλλά ο βαθμός έκφρασής του ποικίλλει (10-50 μm). Ο γλυκοκάλυκας παρέχει άμεση επικοινωνία μεταξύ του κυττάρου και του εξωτερικού περιβάλλοντος, όπου λαμβάνει χώρα η εξωκυτταρική πέψη. Οι υποδοχείς βρίσκονται στον γλυκοκάλυκα. Εκτός από το πλάσμα, τα κύτταρα των βακτηρίων, των φυτών και των μυκήτων περιβάλλονται επίσης από κυτταρικές μεμβράνες.

Εσωτερικές μεμβράνεςτα ευκαρυωτικά κύτταρα οριοθετούν διαφορετικά μέρη του κυττάρου, σχηματίζοντας περίεργα "διαμερίσματα" - διαμερίσματα,που προάγει τον διαχωρισμό διαφόρων μεταβολικών και ενεργειακών διεργασιών. Μπορεί να διαφέρουν ως προς τη χημική σύσταση και τις λειτουργίες τους, αλλά το γενικό δομικό τους σχέδιο παραμένει το ίδιο.

Λειτουργίες μεμβράνης:

1. Περιορισμός. Η ιδέα είναι ότι διαχωρίζουν τον εσωτερικό χώρο του κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον. Η μεμβράνη είναι ημιπερατή, δηλαδή μόνο εκείνες οι ουσίες που χρειάζεται το κύτταρο μπορούν να περάσουν ελεύθερα από αυτήν και υπάρχουν μηχανισμοί για τη μεταφορά των απαραίτητων ουσιών.

2. Αισθητήριο νεύρο. Συνδέεται κυρίως με την αντίληψη των περιβαλλοντικών σημάτων και τη μεταφορά αυτών των πληροφοριών στο κύτταρο. Ειδικές πρωτεΐνες υποδοχέα είναι υπεύθυνες για αυτή τη λειτουργία. Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες είναι επίσης υπεύθυνες για την κυτταρική αναγνώριση σύμφωνα με την αρχή του «φίλου ή εχθρού», καθώς και για το σχηματισμό μεσοκυττάριων συνδέσεων, οι πιο μελετημένες από τις οποίες είναι οι συνάψεις των νευρικών κυττάρων.

3. Καταλυτικός. Στις μεμβράνες εντοπίζονται πολυάριθμα σύμπλοκα ενζύμων, με αποτέλεσμα να συμβαίνουν σε αυτές έντονες συνθετικές διεργασίες.

4. Μετασχηματισμός ενέργειας. Συνδέεται με το σχηματισμό ενέργειας, την αποθήκευση της με τη μορφή ATP και την κατανάλωση.

5. Διαμερισματικοποίηση. Οι μεμβράνες οριοθετούν επίσης τον χώρο μέσα στο κύτταρο, διαχωρίζοντας έτσι τις πρώτες ύλες της αντίδρασης και τα ένζυμα που μπορούν να πραγματοποιήσουν τις αντίστοιχες αντιδράσεις.

6. Σχηματισμός μεσοκυττάριων επαφών. Παρά το γεγονός ότι το πάχος της μεμβράνης είναι τόσο μικρό που δεν μπορεί να διακριθεί με γυμνό μάτι, αφενός χρησιμεύει ως ένα αρκετά αξιόπιστο φράγμα για τα ιόντα και τα μόρια, ιδιαίτερα τα υδατοδιαλυτά, και αφετέρου , εξασφαλίζει τη μεταφορά τους μέσα και έξω από το κελί.

Μεταφορά μεμβράνης. Λόγω του γεγονότος ότι τα κύτταρα, ως στοιχειώδη βιολογικά συστήματα, είναι ανοιχτά συστήματα, για τη διασφάλιση του μεταβολισμού και της ενέργειας, τη διατήρηση της ομοιόστασης, της ανάπτυξης, της ευερεθιστότητας και άλλων διεργασιών, απαιτείται η μεταφορά ουσιών μέσω της μεταφοράς μεμβράνης - μεμβράνης (Εικ. 2.25). Επί του παρόντος, η μεταφορά ουσιών μέσω της κυτταρικής μεμβράνης χωρίζεται σε ενεργητική, παθητική, ενδο- και εξωκυττάρωση.

Παθητική μεταφορά- πρόκειται για ένα είδος μεταφοράς που πραγματοποιείται χωρίς κατανάλωση ενέργειας από υψηλότερη συγκέντρωση σε χαμηλότερη. Λιπιδοδιαλυτά μικρά μη πολικά μόρια (0 2, C0 2) διεισδύουν εύκολα στο κύτταρο με απλή διάχυση.Αυτά που είναι αδιάλυτα στα λιπίδια, συμπεριλαμβανομένων των φορτισμένων μικρών σωματιδίων, συλλέγονται από πρωτεΐνες φορείς ή περνούν μέσω ειδικών διαύλων (γλυκόζη, αμινοξέα, K+, PO 4 3-). Αυτός ο τύπος παθητικής μεταφοράς ονομάζεται διευκολυνόμενη διάχυση.Το νερό εισέρχεται στο κύτταρο μέσω των πόρων στη λιπιδική φάση, καθώς και μέσω ειδικών καναλιών επενδεδυμένων με πρωτεΐνες. Η μεταφορά του νερού μέσω μιας μεμβράνης ονομάζεται με όσμωση(Εικ. 2.26).

Η όσμωση είναι εξαιρετικά σημαντική στη ζωή ενός κυττάρου, γιατί αν τοποθετηθεί σε διάλυμα με μεγαλύτερη συγκέντρωση αλάτων από ότι στο κυτταρικό διάλυμα, τότε το νερό θα αρχίσει να φεύγει από το κύτταρο και ο όγκος των ζωντανών περιεχομένων θα αρχίσει να μειώνεται. Στα ζωικά κύτταρα, το κύτταρο στο σύνολό του συρρικνώνεται και στα φυτικά κύτταρα, το κυτταρόπλασμα υστερεί πίσω από το κυτταρικό τοίχωμα, το οποίο ονομάζεται πλασμόλυση(Εικ. 2.27).

Όταν ένα κύτταρο τοποθετείται σε ένα διάλυμα λιγότερο συμπυκνωμένο από το κυτταρόπλασμα, η μεταφορά νερού γίνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση - μέσα στο κύτταρο. Ωστόσο, υπάρχουν όρια στην εκτασιμότητα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης και ένα ζωικό κύτταρο τελικά σπάει, ενώ ένα φυτικό κύτταρο δεν επιτρέπει να συμβεί αυτό λόγω του ισχυρού κυτταρικού του τοιχώματος. Το φαινόμενο της πλήρωσης ολόκληρου του εσωτερικού χώρου ενός κυττάρου με κυτταρικό περιεχόμενο ονομάζεται αποπλασμόλυση.Η ενδοκυτταρική συγκέντρωση των αλάτων θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την παρασκευή φαρμάκων, ειδικά για ενδοφλέβια χορήγηση, καθώς αυτό μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη στα αιμοσφαίρια (για αυτό, χρησιμοποιείται αλατούχο διάλυμα με συγκέντρωση χλωριούχου νατρίου 0,9%). Αυτό δεν είναι λιγότερο σημαντικό όταν καλλιεργούνται κύτταρα και ιστοί, καθώς και όργανα ζώων και φυτών.

Ενεργή μεταφοράπροχωρά με τη δαπάνη ενέργειας ATP από μια χαμηλότερη συγκέντρωση μιας ουσίας σε μια υψηλότερη. Πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών πρωτεϊνών αντλίας. Οι πρωτεΐνες αντλούν K + , Na + , Ca 2+ και άλλα ιόντα μέσω της μεμβράνης, γεγονός που προάγει τη μεταφορά απαραίτητων οργανικών ουσιών, καθώς και την εμφάνιση νευρικών ερεθισμάτων κ.λπ.

Ενδοκυττάρωση- αυτή είναι μια ενεργή διαδικασία απορρόφησης ουσιών από το κύτταρο, κατά την οποία η μεμβράνη σχηματίζει κολπισμούς και στη συνέχεια σχηματίζει μεμβρανικά κυστίδια - φαγοσώματα,στο οποίο περιέχονται τα απορροφημένα αντικείμενα. Στη συνέχεια το πρωτογενές λυσόσωμα συγχωνεύεται με το φαγόσωμα και σχηματίζεται δευτερογενές λυσόσωμα,ή φαγολυσόσωμα,ή πεπτικό κενοτόπιο.Τα περιεχόμενα του κυστιδίου πέπτονται από ένζυμα λυσοσώματος και τα προϊόντα διάσπασης απορροφώνται και αφομοιώνονται από το κύτταρο. Τα άπεπτα υπολείμματα απομακρύνονται από το κύτταρο με εξωκυττάρωση. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ενδοκυττάρωσης: η φαγοκυττάρωση και η πινοκύττωση.

Φαγοκυττάρωσηείναι η διαδικασία σύλληψης από την επιφάνεια του κυττάρου και απορρόφησης στερεών σωματιδίων από το κύτταρο, και πινοκυττάρωση- υγρά. Η φαγοκυττάρωση εμφανίζεται κυρίως σε ζωικά κύτταρα (μονοκύτταρα ζώα, ανθρώπινα λευκοκύτταρα), παρέχει τη διατροφή τους και συχνά προστασία του σώματος (Εικ. 2.28).

Με την πινοκυττάρωση, πρωτεΐνες, σύμπλοκα αντιγόνου-αντισώματος απορροφώνται κατά τις ανοσολογικές αντιδράσεις κ.λπ. Ωστόσο, πολλοί ιοί εισέρχονται στο κύτταρο επίσης με πινοκύττωση ή φαγοκυττάρωση. Στα φυτικά και μυκητιακά κύτταρα, η φαγοκυττάρωση είναι πρακτικά αδύνατη, καθώς περιβάλλονται από ανθεκτικές κυτταρικές μεμβράνες.

Εξωκυττάρωση- διαδικασία αντίστροφη προς την ενδοκυττάρωση. Με αυτόν τον τρόπο, τα υπολείμματα άπεπτης τροφής απελευθερώνονται από τα πεπτικά κενοτόπια και αφαιρούνται οι απαραίτητες για τη ζωή του κυττάρου και του σώματος συνολικά. Για παράδειγμα, η μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων συμβαίνει λόγω της απελευθέρωσης χημικών αγγελιοφόρων από τον νευρώνα που στέλνει την ώθηση - μεσολαβητές,και στα φυτικά κύτταρα έτσι εκκρίνονται οι βοηθητικοί υδατάνθρακες της κυτταρικής μεμβράνης.

Κυτταρικά τοιχώματα φυτικών κυττάρων, μυκήτων και βακτηρίων. Έξω από τη μεμβράνη, το κύτταρο μπορεί να εκκρίνει ένα ισχυρό πλαίσιο - κυτταρική μεμβράνη,ή κυτταρικό τοίχωμα.

Στα φυτά, η βάση του κυτταρικού τοιχώματος είναι κυτταρίνη,συσκευασμένο σε δέσμες των 50-100 μορίων. Οι χώροι μεταξύ τους γεμίζουν με νερό και άλλους υδατάνθρακες. Η μεμβράνη των φυτικών κυττάρων είναι διαποτισμένη με κανάλια - πλασμοδεσματα(Εικ. 2.29), από το οποίο περνούν οι μεμβράνες του ενδοπλασματικού δικτύου.

Τα Plasmodesmata πραγματοποιούν τη μεταφορά ουσιών μεταξύ των κυττάρων. Ωστόσο, η μεταφορά ουσιών, όπως το νερό, μπορεί επίσης να συμβεί κατά μήκος των ίδιων των κυτταρικών τοιχωμάτων. Με την πάροδο του χρόνου, διάφορες ουσίες, συμπεριλαμβανομένων ταννινών ή ουσιών που μοιάζουν με λίπος, συσσωρεύονται στο κυτταρικό τοίχωμα των φυτών, γεγονός που οδηγεί σε λιγνίωση ή υποβέρνωση του ίδιου του κυτταρικού τοιχώματος, μετατόπιση του νερού και θάνατο του κυτταρικού περιεχομένου. Ανάμεσα στα κυτταρικά τοιχώματα των γειτονικών φυτικών κυττάρων υπάρχουν διαχωριστικά που μοιάζουν με ζελέ - μεσαίες πλάκες που τα συγκρατούν μεταξύ τους και τσιμεντώνουν το σώμα του φυτού στο σύνολό του. Καταστρέφονται μόνο κατά τη διαδικασία ωρίμανσης των καρπών και όταν πέφτουν τα φύλλα.

Τα κυτταρικά τοιχώματα των μυκητιακών κυττάρων σχηματίζονται χιτίνη- ένας υδατάνθρακας που περιέχει άζωτο. Είναι αρκετά δυνατά και αποτελούν τον εξωτερικό σκελετό του κυττάρου, αλλά παρόλα αυτά, όπως στα φυτά, εμποδίζουν τη φαγοκυττάρωση.

Στα βακτήρια, το κυτταρικό τοίχωμα περιέχει υδατάνθρακες με θραύσματα πεπτιδίων - μουρέιν,Ωστόσο, το περιεχόμενό του ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των διαφόρων ομάδων βακτηρίων. Άλλοι πολυσακχαρίτες μπορούν επίσης να απελευθερωθούν έξω από το κυτταρικό τοίχωμα, σχηματίζοντας μια βλεννώδη κάψουλα που προστατεύει τα βακτήρια από εξωτερικές επιδράσεις.

Η μεμβράνη καθορίζει το σχήμα του κυττάρου, χρησιμεύει ως μηχανικό στήριγμα, εκτελεί προστατευτική λειτουργία, παρέχει τις οσμωτικές ιδιότητες του κυττάρου, περιορίζοντας το τέντωμα του ζωντανού περιεχομένου και αποτρέποντας τη ρήξη του κυττάρου, η οποία αυξάνεται λόγω της εισόδου νερού . Επιπλέον, το νερό και οι ουσίες που διαλύονται σε αυτό ξεπερνούν το κυτταρικό τοίχωμα πριν εισέλθουν στο κυτταρόπλασμα ή, αντίθετα, όταν φεύγουν από αυτό, ενώ το νερό μεταφέρεται μέσω των κυτταρικών τοιχωμάτων γρηγορότερα παρά μέσω του κυτταροπλάσματος.