Hogyan jutnak be az anyagok a sejtbe. A krém behatol a bőrbe

1. kérdés. Milyen funkciói vannak a sejt külső membránjának?

A külső sejtmembrán kettős lipidrétegből és fehérjemolekulákból áll, amelyek egy része a felszínen található, más része pedig át- és áthatol mindkét lipidrétegen.

A külső sejtmembrán igen védő funkció, elválasztja a sejtet a külső környezettől, megakadályozza annak tartalmának károsodását.

Ezenkívül a külső sejtmembrán biztosítja az anyagok sejtbe és onnan történő szállítását, lehetővé teszi a sejtek egymás közötti kölcsönhatását.

2. kérdés. Milyen módokon különféle anyagok beléphet a cellába?

Az anyagok többféle módon is behatolhatnak a külső sejtmembránon.

Először is, a fehérjemolekulák által kialakított legvékonyabb csatornákon keresztül kisméretű anyagok ionjai, például nátrium-, kálium- és kalciumionok juthatnak be a sejtbe.

Másodszor, az anyagok fagocitózissal vagy pinocitózissal juthatnak be a sejtbe. Ilyen módon általában az élelmiszer-részecskék behatolnak.

3. kérdés: Miben különbözik a pinocitózis a fagocitózistól?

Pinocitózisban a külső membrán kiemelkedése felfogja a folyadékcseppeket, fagocitózisban pedig a szilárd részecskéket.

4. kérdés: Miért nincs fagocitózis a növényi sejtekben?

A fagocitózis során azon a helyen, ahol a táplálékrészecske megérinti a sejt külső membránját, invagináció képződik, és a részecske membránnal körülvéve bejut a sejtbe. Nál nél növényi sejt felett sejt membrán van egy sűrű, nem műanyag héj, amely megakadályozza a fagocitózist.

Hogyan tölthetek le ingyenes esszét? . És egy link ehhez az esszéhez; Általános információ sejtekről. sejt membrán már a könyvjelzők között van.

További esszék a témában

multimédiás bemutató

(!LANG:Popular Essays

Úgy tűnik, egyes anyagok nyomáskülönbség hatására passzívan áramlanak át a sejtmembránon, mások meglehetősen aktívan pumpálódnak a sejtbe a membránon keresztül, mások pedig a membrán invaginációja miatt kerülnek be a sejtbe.

A sejtek többsége olyan környezetben él, amely alkalmatlan a víz, a sók és a szerves anyagok rendkívül szigorú arányának fenntartására, amely nélkül az élet lehetetlen. Ez magában foglalja a külvilág és a citoplazma között végbemenő különféle anyagok cseréjének folyamatos és nagyon körültekintő szabályozásának szükségességét. gát, amely elválasztja a sejt belsejét környezet, sejtmembránként szolgál - a legvékonyabb film, mindössze tíz milliomod milliméter vastag.

Ez a membrán áteresztő sok olyan anyag számára, amelyek mindkét irányban áramlanak (azaz a sejtből kifelé és a sejtbe bejutva). Elhanyagolható vastagsága ellenére a membránnak van egy bizonyos szerkezete; a membránnak ez a szerkezete és kémiai összetétele, amelyről még nagyon homályos elképzelésünk van, meghatározza szelektív és nagyon egyenetlen permeabilitását. Ha az anyagok membránon való áthaladását biztosító erők a sejtet körülvevő környezetben lokalizálódnak, akkor "passzív átvitelről" beszélünk. Ha az erre fordított energia az anyagcsere folyamatában magában a sejtben termelődik, akkor "aktív átvitelről" beszélünk. A sejt és környezete közötti ilyen kölcsönhatás nemcsak azt szolgálja, hogy a sejtben az összetételét alkotó összes anyag koncentrációja mindig bizonyos határokon belül maradjon, amelyen kívül nem lehet élet; egyes cellákban, például in idegsejtek, ez a kölcsönhatás kiemelkedően fontos a sejtek szervezetben betöltött funkciója szempontjából.

Sok sejt egyfajta lenyeléssel is felszívja a szükséges anyagokat. Ezt a folyamatot fagocitózisnak vagy pinocitózisnak nevezik (a szavak a görög „enni” és „inni”, illetve a „sejt” szóból származnak. Ezzel a felszívódási módszerrel a sejtmembrán zsebeket vagy invaginációkat képez, amelyek kívülről vonják be az anyagokat a sejtbe; majd ezeket a nyúlványokat lefűzik, és a külső környezetből egy membránnal körülvett csepp buborék vagy vakuólum formájában elkezd lebegni a citoplazmán.

Annak ellenére, hogy ez a folyamat hasonló az egyszerű „lenyeléshez”, még mindig nincs jogunk beszélni az anyagok sejtbe jutásáról, mivel ez azonnal felveti a kérdést, hogy mit jelent a „belül” kifejezés. A mi, mondhatni makroszkopikus, emberi szemszögünkből hajlamosak vagyunk komolytalanul azt állítani, hogy amint lenyeltünk egy ételt, az azonnal belénk került. Egy ilyen kijelentés azonban nem teljesen helytálló. belső emésztőrendszer topológiai értelemben a külső felület; a táplálék valódi felszívódása csak akkor kezdődik meg, amikor behatol a bélfal sejtjeibe. Ezért a pinocitózis vagy fagocitózis következtében a sejtbe bejutott anyag még mindig „kint van”, mivel még mindig körülveszi az őt megfogó membrán. Annak érdekében, hogy valóban belépjen a ketrecbe, és hozzáférhetővé váljon anyagcsere folyamatok a citoplazma összetevője hasonló anyagokígy vagy úgy át kell hatolnia a membránon.

A teljes sejtmembránra ható erők egyike a koncentráció gradiensnek köszönhető. Ez az erő a részecskék véletlenszerű mozgása miatt jön létre, és igyekeznek egyenletesen elosztani a térben. Ha két megoldás azonos összetételű, de eltérő koncentrációérintkezésbe kerül, akkor megindul az oldott anyag diffúziója a nagyobb koncentrációjú régióból, és ez a diffúzió addig tart, amíg a koncentráció mindenhol azonos lesz. Koncentrációkiegyenlítés akkor is megtörténik, ha a két oldatot membrán választja el, feltéve persze, hogy a membrán áteresztő az oldott anyag számára. Ha a membrán az oldószer számára áteresztő, de az oldott anyag számára átjárhatatlan, akkor a koncentráció gradiens az ozmózis jól ismert jelensége formájában jelenik meg előttünk: ebben az esetben az oldószer áthalad a membránon, egy tartományból kilépve. az oldott anyag kisebb koncentrációja nagyobb koncentrációjú régióba. A sejtmembrán mindkét oldalán fellépő koncentráció gradiens és ozmotikus erők igen jelentősek, mivel számos anyag koncentrációja a sejtben élesen eltér a külső környezetben lévő koncentrációjuktól.

A passzív transzfer során az anyagok membránon való átjutását a membrán szelektív permeabilitása szabályozza. A membrán permeabilitása egy adott molekula esetében attól függ kémiai összetételés ennek a molekulának a tulajdonságai, valamint mérete; ugyanakkor a membrán nem csak bizonyos anyagok útját tudja elzárni, hanem önmagán is áthalad különböző anyagok különböző sebességgel.

A környezet természetétől függően, amelyhez alkalmazkodtak, a sejtek különböző típusok nagyon eltérő áteresztőképességgel rendelkeznek. Így például egy közönséges amőba és az emberi eritrociták vízpermeabilitása több mint 100-szor különbözik. A permeabilitási állandók táblázatában (az 1 atmoszféra ozmózisnyomás-különbség hatására 1 perc alatt a sejtmembrán 1 négyzetmikronján áthaladó víz köbmikron számaként) a 0,26-os érték szerepel az amőbával szemben. , vagyis az áteresztőképessége igen jelentéktelen. Az ilyen alacsony permeabilitás adaptív értéke nyilvánvaló: élőlények friss víz, szembesülnek a legnagyobb koncentrációkülönbséggel a kültéri és belső környezet ezért kénytelenek korlátozni a víz befelé áramlását, hogy megtakarítsák azt az energiát, amely a víz visszaszivattyúzásához szükséges. A vörösvértesteknek nincs szükségük ilyen biztonsági eszközre, mivel általában vérplazmával vannak körülvéve – olyan környezettel, amely relatív ozmotikus egyensúlyban van belső környezetükkel. A vízbe kerülve ezek a sejtek azonnal megduzzadnak és meglehetősen gyorsan szétrobbannak, mert membránjuk nem elég rugalmas ahhoz, hogy ellenálljon ennek a hirtelen víznyomásnak.

Ha a természetben általában az oldott anyag molekulái olyan ionokra bomlanak, amelyek bizonyos elektromos töltést hordoznak, akkor új erők lépnek működésbe. Köztudott, hogy sok, sőt talán az összes sejt membránja képes fenntartani egy ismert potenciálkülönbséget a külső és a belső felületük között. Ennek eredményeként egy bizonyos potenciál gradiens keletkezik, amely a koncentráció gradienssel együtt a sejtmembránon keresztüli passzív transzfer hajtóerejeként szolgál.

A membránon keresztüli passzív transzportban részt vevő harmadik erő az oldott anyagoknak az oldószerrel együtt történő szállítása (oldószer-húzás). Csak akkor lép működésbe, ha az oldat ténylegesen át tud áramlani a membránon; más szóval, ha a membrán porózus. Ilyenkor az oldott anyag áramlási irányába diffundáló részecskéinek mozgása felgyorsul, ellentétes irányú diffúziója pedig lelassul. Ez a behúzó hatás általában nem működik nagy szerepet azonban egyesekben különleges alkalmak jelentősége meglehetősen nagy.

A passzív átvitelben részt vevő három erő külön-külön vagy együtt is működhet. Mindegy azonban, hogy milyen erő okozza a mozgást - akár koncentráció gradiens, akár potenciál gradiens, akár visszahúzás hatása - a mozgás mindig "lefelé" történik, és a membrán passzív gátként szolgál. Ugyanakkor számos olyan fontos példa ismert a citológiában, amikor e három erő egyike sem képes megmagyarázni az anyagok membránon keresztüli átjutását. Ezekben az esetekben a mozgás "felfelé", azaz a passzív transzfert okozó erőkkel szemben történik, ezért a sejtben lezajló anyagcsere-folyamatok eredményeként felszabaduló energia miatt kell bekövetkeznie. Ebben az aktív transzportban a membrán már nem csak egy passzív gát, hanem egyfajta dinamikus szervként működik.

Egészen a közelmúltig minden, a sejtmembrán szerkezetéről rendelkezésünkre álló információ kizárólag a permeabilitásának vizsgálatából származott, és ezért tisztán közvetett természetű volt. Például azt találták, hogy sok olyan anyag, amely lipidekben (zsírokban) oldódik, könnyen átjut a sejtmembránon. Ezzel kapcsolatban felmerült az a feltételezés, hogy van egy lipidréteg a sejtmembránban, és a lipidekben oldódó anyagok áthaladnak a membránon, annak egyik oldalán feloldódnak, majd a másik oldalon újra felszabadulnak. Kiderült azonban, hogy a vízben oldódó molekulák is átjutnak a sejtmembránon. Feltételeznem kellett, hogy a membrán szerkezete bizonyos mértékig hasonlít egy szitára, vagyis a membrán pórusokkal vagy nem lipid területekkel van ellátva, esetleg mindkettővel egyszerre; emellett a különböző ionok áthaladásának sajátosságainak magyarázata érdekében elismerték a membránban elektromos töltést hordozó szakaszok jelenlétét. Végül a membránszerkezet ebbe a hipotetikus sémájába egy fehérjekomponenst is beépítettek, mivel olyan adatok jelentek meg, amelyek különösen a membrán nedvesíthetőségéről tanúskodnak, ami nem kompatibilis a tisztán zsíros összetétellel.

Ezeket a megfigyeléseket és hipotéziseket a J. Danielli által 1940-ben javasolt sejtmembrán modell foglalja össze. E modell szerint a membrán két fehérjeréteggel borított lipidmolekulák kettős rétegéből áll. A lipidmolekulák egymással párhuzamosan, de a membrán síkjára merőlegesen helyezkednek el, töltés nélküli végeik egymás felé néznek, a töltött csoportok pedig a membrán felülete felé irányulnak. Ezeken a töltéssel rendelkező végeken fehérje láncokból álló fehérjerétegek adszorbeálódnak, amelyek gubancot alkotnak a membrán külső és belső felületén, ezáltal bizonyos rugalmasságot és ellenállást biztosítanak a membránnak. mechanikai sérülésés alacsony felületi feszültség. A lipidmolekulák hossza megközelítőleg 30 angström, a monomolekuláris fehérjeréteg vastagsága pedig 10 angström; ezért Danielli úgy vélte, hogy a sejtmembrán teljes vastagsága körülbelül 80 angström.

-val kapott eredmények elektron mikroszkóp, megerősítette a Danielli által készített modell helyességét. A Robertson elektronmikroszkópos felvételein vizsgált "elemi membrán" alakjában és méretében megegyezik Danielli jóslataival, és számos sejtben megfigyelték. különféle típusok. Még kettőt lehet megkülönböztetni sötét csíkok körülbelül 20 angström vastag, ami jól megfelelhet a modell két fehérjerétegének; ezt a két csíkot a lipidrétegnek megfelelő 35 angstrom-mal világosabb mag választja el. A 75 angström teljes membránvastagság meglehetősen közel áll a modell által megadott értékhez.

E modell általános szimmetriájának megsértése nélkül ki kell egészíteni annak érdekében, hogy figyelembe vegyük a membrán belső és külső felületeinek kémiai természetében mutatkozó különbségeket. Ez lehetővé tenné a membrán belső és külső felülete közötti kémiai gradiensek megmagyarázását, amelyeket néhány megfigyelés mutatott ki. Emellett tudjuk, hogy számos sejtet szénhidrát tartalmú mukoprotein membrán borít, amelynek vastagsága a különböző sejttípusokban eltérő. Függetlenül attól, hogy ez a réteg hatással van-e az áteresztőképességre, feltételezhető, hogy játszik fontos szerep pinocitózisban.

A membrán szerkezetének ezen sajátosságai mellett, úgymond a "keresztmetszetben", a permeabilitás vizsgálatakor kiderül, hogy szerkezete a másik irányban is inhomogén. Ismeretes például, hogy a sejtmembránok olyan részecskéket engednek át, amelyek mérete nem haladja meg az ismert határokat, miközben megtartják az egyre nagyobb részecskéket, és ez pórusok jelenlétére utal ezekben a membránokban. A pórusok létezését eddig nem erősítették meg elektronmikroszkópos vizsgálatok. Ez nem meglepő, mivel feltételezik, hogy ezek a pórusok nagyon kicsik és nagyon távol helyezkednek el egymástól, így összterületük nem haladja meg a membrán teljes felületének ezredrészét. Ha a membránt szitának nevezzük, akkor hozzá kell tenni, hogy ezen a szitán nagyon kevés lyuk van.

Ennél is fontosabb körülmény, hogy annak a nagy szelektivitásnak a magyarázatához, amely lehetővé teszi, hogy sok sejt különböztesse meg az egyik anyagot a másiktól, a membrán különböző részeinek eltérő kémiai specifitását kell feltételezni. Kiderült például, hogy egyes enzimek a sejtfelszínen lokalizálódnak. Feladatuk láthatóan az, hogy a membránban oldhatatlan anyagokat oldható származékokká alakítsák, amelyek átjuthatnak rajta. Sok olyan eset ismert, amikor egy sejt, amely egy anyag számára áteresztő, nem enged egy másikat az elsőhöz közel, és molekulaméretében és elektromos tulajdonságaiban ahhoz hasonló.

Tehát azt látjuk, hogy a vékony sejtmembrán egy meglehetősen összetett berendezés, amelyet arra terveztek, hogy aktívan zavarja a sejtbe belépő és onnan felszabaduló anyagok mozgását. Egy ilyen berendezés nélkülözhetetlen az aktív átvitel folyamatához, amellyel ez az átvitel főként megvalósul. Ahhoz, hogy ez a "felfelé" mozgás megtörténjen, a sejtnek a passzív átvitel erőivel szemben kell fellépnie. Sok tudós erőfeszítése ellenére azonban még nem sikerült feltárni azt a mechanizmust, amellyel a sejtanyagcsere eredményeként felszabaduló energiát különböző anyagok sejtmembránon keresztül történő szállítására használják fel. Lehetséges, hogy ebben az energiaátvitelben különféle mechanizmusok vesznek részt.

Az aktív iontranszport problémája vonzza a legélénkebb érdeklődést. A biológusok már 100 évvel ezelőtt tudták, hogy van potenciálkülönbség a membrán külső és belső felülete között; Körülbelül ez idő óta tudják, hogy ez a potenciálkülönbség hatással van az ionok szállítására és eloszlására. Azonban csak a közelmúltban kezdték megérteni, hogy ez a potenciálkülönbség maga az ionok aktív transzportja miatt keletkezik és fennmarad.

A probléma jelentőségét bizonyítja, hogy sok sejt citoplazmája sokkal több káliumot tartalmaz, mint nátriumot, és eközben olyan környezetben kénytelenek élni, amelyet e két ion tartalmának éppen ellenkező aránya jellemez. Például a vérplazma 20-szor több nátriumot tartalmaz, mint a kálium, míg a vörösvérsejtek 20-szor több káliumot tartalmaznak, mint a nátrium. Az eritrocita membrán jól meghatározott, bár alacsony, passzív permeabilitással rendelkezik mind a nátrium-, mind a káliumionok számára. Ha ezt az áteresztőképességet szabadon lehetne gyakorolni, akkor nátriumionok áramolnának be a sejtbe, és káliumionok kezdenének kifolyni onnan. Ezért a meglévő ionarány fenntartásához a sejtnek folyamatosan „ki kell pumpálnia” a nátriumionokat, és fel kell halmoznia a káliumionokat 50-szeres koncentrációgradiens ellenében.

Az aktív transzport magyarázatára javasolt modellek többsége valamilyen hordozó molekula létezésének feltételezésén alapul. Feltételezzük, hogy ezek a még feltételezett hordozók a membrán egyik felületén elhelyezkedő ionokkal kombinációba lépnek, ebben a formában áthaladnak a membránon, és ismét ionokat bocsátanak ki a membrán másik felületén. Az ilyen vegyületek (hordozómolekulák, amelyek magukhoz ionokat kapcsoltak) mozgása, szemben az ionok mozgásával, úgy gondolják, hogy "leszálló" irányban, azaz egy kémiai koncentráció gradiensnek megfelelően történik.

Az egyik ilyen, T. Shaw által 1954-ben megalkotott modell nemcsak a kálium- és nátriumionok membránon keresztüli átjutásának magyarázatát teszi lehetővé, hanem a köztük lévő kapcsolat megállapítását is. A Shaw-modell szerint a kálium- és nátriumionokat (K + és Na +) az ionokra specifikus zsírban oldódó hordozók (X és Y) szállítják át a membránon. A keletkező vegyületek (KX és NaY) képesek átdiffundálni a membránon, miközben a membrán áthatolhatatlan a szabad hordozókkal szemben. A külső felület a nátrium-transzporter membránok kálium-transzporterekké alakulnak, és a folyamat során energiát veszítenek. A membrán belső felületén a káliumhordozók ismét nátriumhordozókká alakulnak át a sejtanyagcsere folyamatában keletkező energia befogadása miatt (ennek az energia szállítói minden valószínűség szerint energiaban gazdag vegyületek, amelyek molekulájában foszfát kötések vannak).

A modellben megfogalmazott feltevések közül sokat nehéz kísérletileg megerősíteni, és egyáltalán nem mindenki ismeri el. Ennek ellenére szükségesnek tartottuk megemlíteni, hiszen ez a modell maga az aktív transzfer jelenségének teljes komplexitását mutatja.

Jóval azelőtt, hogy a biológusok megfejtették volna kihívásokkal teli játék fizikai erő, részt vesz a sejtmembránon keresztüli anyagok átvitelében, már meg kellett figyelniük a sejteket, úgymond "étkezéshez". NÁL NÉL késő XIX században Ilja Mecsnyikov először látta, milyen fehér vérsejtek(leukociták) felfalták a baktériumokat, és a „fagociták” nevet adták nekik. 1920-ban A. Schaeffer azt ábrázolta, hogyan kapja el az amőba a zsákmányát – ez a rajz klasszikussá vált. A kevésbé egyértelműen kifejeződő pinocitózis folyamatát először W. Lewis fedezte fel 1931-ben. A szövettenyészetben a sejtek viselkedését időzített fényképezéssel tanulmányozva membránkinövéseket észlelt a sejtek perifériáján, amely olyan erőteljesen hullámzott, hogy időről időre időre összezárultak, mint egy összenyomott ököl, és úgy ragadták meg a közeg egy részét, mintha egy buborékban lennének. Lewis számára mindez annyira hasonlónak tűnt az ivás folyamatához, hogy megfelelő nevet talált ennek a jelenségnek - „pinocytosis”.

Lewis felfedezése eleinte nem keltette fel a figyelmet, kivéve S. Maet és W. Doyle 1934-ben publikált munkáját, akik hasonló jelenségről számoltak be, amelyet egy amőbában észleltek. A pinocitózis a század közepéig puszta érdekesség maradt, az elektronmikroszkópos vizsgálatoknak köszönhetően kiderült, hogy az ilyen lenyelés sokkal elterjedtebb.

Amőbákban és szövettenyészetből származó sejtekben a pinocitózis hagyományos mikroszkóp alatt megfigyelhető. Az elektronmikroszkóp nagy felbontásának köszönhetően számos más típusú sejt is mikroszkopikus buborékokat képez. Fiziológiai szempontból az egyik legérdekesebb ilyen példa a sejtek ecset hám vesék és belek: a kefeszegély tövében különféle anyagokat juttató hólyagok képződnek, ennek köszönheti a nevét ez a hám. A pinocitózis vagy fagocitózis fő jellemzője minden sejtben ugyanaz: a sejtmembrán egy része leválik a sejtfelszínről, és vakuólumot vagy vezikulát képez, amely a perifériáról leszakadva bevándorol a sejtbe.

A pinocitózis során képződő hólyagok mérete igen változatos. Amőbákban és szövettenyészetből vett sejtekben az újonnan levált pinocita vakuólum átlagos átmérője 1-2 mikron; az elektronmikroszkóppal kimutatható vakuolák mérete 0,1-0,01 mikron között változik. Gyakran az ilyen vakuolák összeolvadnak egymással, és méretük ugyanakkor természetesen nő. Mert a a legtöbb A sejtekben számos egyéb vakuólum és granulátum található, a pinocita vakuolák hamar eltűnnek a szemünk elől, hacsak nem látják el őket valamilyen "címkével". A fagocitózis során képződő vakuolák természetesen sokkal nagyobbak, és egészben elférnek benne. bakteriális sejtek, protozoa sejtek, fagociták esetében pedig elpusztult szövetek töredékei.

Az amőbával végzett egyszerű kísérletek alapján látható, hogy a piocitózis egyetlen szövetben sem figyelhető meg bármikor, mivel azt bizonyos anyagok jelenléte okozza a környezetben. NÁL NÉL tiszta víz pinocytosis nem fordul elő amőbáknál: mindenesetre mikroszkóp alatt nem mutatható ki. Ha cukrot vagy más szénhidrátot adnak a vízhez, amelyben az amőbák vannak, akkor ez nem vezet semmire. Amikor sókat, fehérjéket vagy bizonyos aminosavakat adnak hozzá, pinocitózis kezdődik. S. Chapman-Andersen azt találta, hogy amőbában minden ilyen kiváltott pinocitózis körülbelül 30 percig tarthat, függetlenül az azt okozó faktor természetétől, és ezalatt akár 100 pinocitacsatorna képződik, és a megfelelő számú vakuólumot lenyelnek. Ezután a pinocitózis leáll, és csak 3-4 óra múlva folytatódhat. Chapman Andersen szerint ennek az az oka, hogy 30 perc pinocitózis után a külső membrán minden invaginációra képes területe kihasználásra kerül.

Ezenkívül Chapman-Andersen segített megoldani egy régi problémát, nevezetesen megmutatta, hogy a fagocitózis és a pinocitózis fiziológiai szempontból ugyanaz a folyamat. Kísérletében az amőbák először lehetőséget kaptak arra, hogy annyi számukra ehető csillót fagocitáljanak, amennyit el tudnak fogni az ezekkel a mikroorganizmusoktól hemzsegő környezetből. Ezután pinocitózist indukáló faktort tartalmazó táptalajba vitték át őket. Kiderült, hogy ezek az amőbák csak néhány csatornát képesek kialakítani (a szokásos szám kevesebb mint 10%-át). Ezzel szemben az amőbák, amelyek kimerítették a pinocitózisban rejlő potenciáljukat, nem fagocitizálódtak, ha olyan táptalajba vitték őket, amely azokat az organizmusokat tartalmazza, amelyeket általában táplálékul használnak. Így mindkét esetben a membrán felülete tűnik a korlátozó tényezőnek.

S. Bennett 1956-ban azt javasolta, hogy a pinocitózist induktormolekulák vagy ionok adszorpciója okozza a sejtmembrán felszínén. Ezt a feltételezést számos kutató munkája teljes mértékben megerősítette. Aligha kétséges, hogy az amőbában az adszorpció egy speciális membránon megy végbe, amely nyálkahártyából áll és beborítja az egész amőbát. Mivel feltételezhető, hogy sok más cellában is létezik ilyen héj, érdekes lenne kideríteni, hogy minden esetben hasonló funkciót lát-e el.

A buborék, amely az indukáló anyagot juttatja be a sejtbe, bizonyos mennyiségű folyékony közeget is juttat a sejtbe. Chapman-Andersen és a szerző "kettős címkés" kísérletet végzett, hogy meghatározza, melyik anyag - induktor vagy folyadék - tartozik a főszerep. Az amőbákat induktorként radioaktív izotóppal jelölt fehérjét, egy másik radioaktív jelzéssel cukrot tartalmazó táptalajba helyeztük, ami lehetővé tette a felszívódott folyadék mennyiségének meghatározását. Abból indultunk ki, hogy ha a fő fogyasztott anyag, valamint a felszívódást indukáló anyag a fehérje, akkor a vakuólumokban a relatív fehérjetartalomnak magasabbnak kell lennie, mint a tápközegben. És így is lett. A jelenség mértéke azonban messze felülmúlta várakozásainkat. Teljes A 30 percen belül felszívódó fehérje az amőba teljes tömegének körülbelül 25%-ának felelt meg. Ez egy nagyon lenyűgöző étkezés, ami ezt jelzi legmagasabb érték egy sejt számára a pinocitózis során a felületükön adszorbeált anyagok vannak.

A vakuólumban lévő táplálékot azonban továbbra is a sejten kívülinek kell tekinteni, mivel a zárt tok a külső membrán része. Ki kell derítenünk, hogy a külső környezettel való ilyen kommunikáció biztosíthat-e nyersanyagot a sejt metabolikus apparátusához, és ha igen, hogyan. Az anyagoknak a vakuólumból a citoplazmába történő átvitelének legegyszerűbb módja a membrán feloldása lenne citoplazmatikus enzimek hatására. Az elektronmikroszkópos adatok azonban nem támasztják alá ezt a feltételezést: soha nem tudtuk megfigyelni a vakuólumszárat alkotó membrán eltűnését.

Mivel a membrán nyilvánvalóan megmarad, a pinocitózis vizsgálatának fő feladata a permeabilitásának vizsgálata. Kétségtelen, hogy a pinocita vezikula vizet bocsát ki a citoplazmába; erről a vakuolák észrevehető gyűrődése győződünk meg. J. Marshall és a szerző kimutatta, hogy az amőbák ráncosodását a vakuólum tartalmának fokozatos koncentrációjának növekedése kíséri. Centrifugálással megállapították, hogy a pinocitózist követő első néhány órában a vakuolák sűrűsége folyamatosan nő a környező citoplazma sűrűségéhez képest. Végül ezek a vakuolák citoplazmatikus szemcsékké alakulnak, amelyek méretükben és viselkedésükben a mitokondriumokra hasonlítanak a centrifugálás során.

Kiderült az is, hogy a vakuólum membrán nemcsak a vizet, hanem az olyan kis molekulatömegű anyagokat is átereszti, mint a glükóz. Chapman-Andersen és a szerző radioaktív glükóz felhasználásával azt találta, hogy a pinocitózis során felszívódott glükóz gyorsan elhagyja a vakuolákat, és egyenletesen oszlik el a citoplazmában. Ez a glükóz belép normál folyamatok a sejtben fellépő anyagcsere, mintha a szokásos módon - a sejtfelszínről történő diffúzió eredményeként - került volna be a sejtbe; anyagcseréjének terméke - a radioaktív szén-dioxid - hamarosan megjelenik az amőba kiválasztó termékei között. Chapman-Andersen és D. Prescott ugyanazokat az eredményeket érte el néhány aminosav esetében. Ezért nem kétséges, hogy a pinocitózis segítségével a sejt „táplálható” olyan anyagokkal, amelyek kis molekulájúak. Nagy molekulák "etetésével" még nem végeztek kísérleteket.

Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a membrán permeabilitása megváltozik. Ez a változás elektronmikroszkóppal nem látható; a membrán a pinocytosis előtt és után is azonosnak tűnik. Vannak azonban jelentések, amelyek szerint a vakuólum falának belsejét bélelő nyálkahártya hámlik, és a rajta adszorbeált anyaggal együtt egy kis csomó formájában a vakuólum közepén marad.

Ugyanakkor egy másik, valószínűleg nagyon fontos jelenség is fellép. Az elsődleges vakuólumon kis szekunder vakuolák képződnek, amelyek leválik róla és a citoplazmába vándorolnak. Még nem tudjuk megítélni ennek a folyamatnak a szerepét a primer vakuólum tartalmának a citoplazmán keresztüli eloszlásában. Csak egy dolog világos: bármilyen permeabilitással kapcsolatos folyamat is játszódik le ezeknek a mikrovakuólumoknak a membránjában, áramlásukat nagyban megkönnyíti a membrán felületének ilyen hatalmas növekedése a sejten belül. Elképzelhető, hogy a szelektív permeabilitás kialakításában a másodlagos vakuolák is részt vesznek, egyes anyagokat kivesznek az elsődleges vakuólumból, másokat pedig ott hagynak.

A fő nehézség, amely akkor merül fel, amikor megpróbálja megmagyarázni a pinocytosist, mint az egyik fő élettani folyamatok A sejtben előforduló, hogy teljesen mentes a specifitástól. Igaz, bizonyos baktériumok felszívódásával szembeni antitestek által érzékenyített fagociták aktivitásában nagy specifitás nyilvánul meg. A. Tyler úgy véli, hogy a megtermékenyítés során a petesejtben a spermiumok pinocitózisa történik – ez a folyamat a petesejt és a spermium felületén lévő specifikus anyagok kölcsönhatásával kezdődik. Általánosságban elmondható azonban, hogy az adszorbeált anyagok és folyadékok mechanikai befogása a környezetből valószínűleg sok választás nélkül történik. Lehetséges, hogy ennek következtében gyakran haszontalan vagy akár káros anyagok is bejutnak a sejtbe.

Valószínűleg valahol létezik egy nagyobb szelektivitású mechanizmus. A legkönnyebb azt feltételezni, hogy az aktív vagy passzív választás a sejtben lévő vakuolusokat és hólyagokat körülvevő membránokon történik. Ebben az esetben a pinocitózist nem olyan folyamatnak kell tekinteni, amely kizárja a membránon keresztüli átvitelt, hanem olyan folyamatnak, amely kiegészíti az ilyen transzfert. Övé a fő feladat kiterjedt belső felületek kialakításából kell állnia, amelyeken a passzív és aktív átvitelhez kapcsolódó erők aktivitása még hatékonyabb lehet, mint a tényleges sejtfelületen, ugyanakkor kisebb a szivárgás miatti anyagvesztés kockázata.

>> Általános információk a cellákról

Általános információk a sejtekről.

1. Mi a különbség az állati és növényi sejtek héja között?
2. Mivel van borítva a gombasejt?

A sejtek kis méretük ellenére nagyon összetettek. Fogyasztásra szánt szerkezeteket tartalmaznak tápanyagokés energia, a felesleges anyagcseretermékek kiürítése, szaporodás. Az élet ezen aspektusai sejteket szoros kapcsolatban kell lenniük egymással.

Az óra tartalma Óravázlat és támogató keret Órabemutató Gyorsító módszerek és interaktív technológiák Zárt gyakorlatok (csak tanári használatra) Értékelés Gyakorlat feladatok és gyakorlatok, önvizsgáló műhelyek, laboratórium, esetek a feladatok összetettségi szintje: normál, magas, olimpiai házi feladat Illusztrációk ábra Kiegészítők külső független tesztelés (VNT) alap- és kiegészítő tankönyvek tematikus ünnepek, szlogenek cikkek nemzeti jellemzők kifejezések szószedete egyéb Csak tanároknak

Próbáld elképzelni a bőrünket röplabdahálóként, a kozmetikai molekulákat pedig röplabdaként. Gondolod, hogy a reklámozott krém képes lesz áthatolni a finom hálón, és kifejteni a beígért csodálatos hatást? Milyen modern módszerekés a technológiák csodálatos összetevők komplexét képesek eljuttatni a bőr mély rétegeibe, megkerülve az epidermális gátat? Megéri drága luxuskozmetikumokra költeni, vagy minden ígéret nem más, mint csaló trükk? És milyen mélyen tud behatolni a bőrbe egy normál krém?

Annak megértéséhez, hogy a szépségápolási termékek és összetevőik működnek-e, emlékeznie kell az alapokra. Nevezetesen, hogy a bőr milyen elrendezésű, milyen rétegekből áll, milyen sejtjei vannak.

Hogyan épül fel bőrünk?

A bőr a legtöbb nagy orgona emberi test. Három rétegből áll:

Epidermisz (0,1-2,0 mm).

Dermisz (0,5-5,0 mm).

Hypodermis vagy szubkután zsír(2,0-100 mm és több).

A bőr első rétege az epidermisz, amelyet általában bőrnek nevezünk. Ez a réteg a legérdekesebb a kozmetikusok számára. Itt működnek a krémek összetevői. Tovább hatolnak csak a gyógyszerek, amelyeket injekció formájában adnak be.

Az epidermisz és az epidermális gát: a tápanyagok gátja vagy megbízható szövetséges?

Az epidermisz pedig 5 rétegből áll - bazális, tüskés, szemcsés, kanos. A stratum corneumot 15-20 sor corneocita - elhalt szarusejtek - bélelik, amelyekben legfeljebb 10% víz, nincs sejtmag, és a teljes térfogat erős keratin fehérjével van tele.

A corneocyták erősek hűséges barátok, fehérjehidak segítségével tartják meg egymást, és a lipidréteg erősebben tartja össze ezeket a sejteket, mint a cement - tégla falazatban.

A corneocyták epidermális gátat képeznek, amely a teknősbékahéjhoz hasonlóan védi a bőrt a külső hatásoktól, a jótékony és káros hatásoktól egyaránt. Van azonban egy kiskapu! Ahhoz, hogy bejuthassanak, a hám és a dermis élő sejtjeibe a kozmetikumok anyagainak a zsírrétegen kell haladniuk! Emlékezünk rá, hogy zsírokból áll, és csak a zsírok és az ezekben a zsírokban oldódó anyagok számára áteresztő.

A stratum corneum gátja víz és vízoldható anyagok számára át nem eresztő (pontosabban enyhén áteresztő). A víz kívülről nem tud behatolni, de nem is tud kijönni. Bőrünk így akadályozza meg a kiszáradást.

Ez nem minden!

Amellett, hogy az anyagoknak zsírban kell oldódniuk, molekuláiknak kicsiknek kell lenniük. A corneocita sejtek milliméter milliomodrészben mért távolságban helyezkednek el. Csak egy parányi molekula szivároghat közéjük.

Kiderült, hogy egy jó, működő kozmetikai termék az, amelyben hasznos összetevők a) zsírban oldódó; b) le tudja győzni (de nem rombolja le!) az epidermális gátat

Jó lenne, ha tubusokba, üvegekbe csomagolnák a zsírban oldódó anyagokat, mikromolekulákat!

Van értelme pénzt költeni öregedésgátló vagy értékes kollagént tartalmazó hidratáló krémre?

Először is tisztázzuk, hol termelődik a kollagén és az elasztin, és miért van rájuk szüksége a bőrnek.

Az epidermisz alsó rétegében - a dermisszel határos bazális rétegben - új epidermális sejtek születnek. Felfelé mennek, menet közben fokozatosan megöregednek, keményebbé válnak. Amikor elérik a felszínt, a köztük lévő kötések meggyengülnek, a régi sejtek hámlani kezdenek. Így megújul a bőrünk.

Ha a sejtosztódás lelassul, vagy nem hámlanak le időben (ezt hívják hyperkeratosisnak), a bőr kifakul, elveszti szépségét. Az első esetben a retinoidok, az A-vitamin származékai segítenek (felgyorsítják a regenerációs mechanizmust). A másodikban - hámlasztó készítmények (peeling).

Térjünk vissza az elasztinhoz és a kollagénhez, és nézzük meg, milyen hasznosak

Azt mondják, hogy a kollagén és az elasztin segít a bőrnek feszes és fiatalos megőrzésében, ráncok nélkül. Mit jelent?

A kollagén és az elasztin a dermis két fő fehérje, amelyek aminosavakból állnak és fonalakba csavarodnak. A kollagénrostok spirálok (rugók) formájában vannak, és olyan keretet alkotnak, amely erőssé teszi a bőrt. A vékony elasztinszálak pedig segítik a nyúlást és az eredeti állapotba való visszatérést.

Minél jobbak a kollagén és elasztin rostok, annál rugalmasabb a bőr.

A kollagén rostok szükségesek a normál regenerációhoz, mert. segíti az új sejtek gyorsabb felemelkedését a bőr alaprétegéből a felszíni rétegekbe. A kollagén másik funkciója a nedvesség felszívása és megtartása a sejtekben. Egy kollagénmolekula 30-szor akkora térfogatban képes vizet tartani, mint maga a molekula!

Ha a kollagén rugók legyengülnek és nem képesek megtartani a nedvességet, a bőr megereszkedik vagy megnyúlik a gravitáció miatt. Repülnek, nasolabialis redők, ráncok és szárazság külső megnyilvánulások negatív belső változások.

A kollagén és elasztin rostok mellett a dermis fibroblaszt sejteket és glikozaminoglikánokat is tartalmaz. Mit csinálnak?

Mindannyiunk számára ismerős glikozaminoglikán - hialuronsav, amely kitölti az intercelluláris tereket és hálózatot képez, amelyben a nedvesség megmarad - gélt kapnak. A kollagén és az elasztin forrásai mintha egy gélszerű hialuronsavval teli medencében úsznának.

Tehát a kollagén és elasztin rostok erős rugalmas keretet alkotnak, a hialuronsav vizes gélje felelős a bőr teltségéért.

Mit csinálnak a fibroblasztok?

A fibroblasztok a dermisz fő sejtjei, és a bőrben találhatók sejtközi anyag a kollagén és elasztin rostok között. Ezek a sejtek kollagént, elasztint és hialuronsav, újra és újra elpusztítva és szintetizálva őket.

Minél idősebb az ember, annál passzívabban viselkednek a fibroblasztok - és ennek megfelelően a kollagén és elasztin molekulák annál lassabban újulnak meg. Pontosabban csak az új molekulák szintézise lassul, de a pusztulási folyamatok ugyanabban az ütemben folytatódnak. A sérült rostok raktára jelenik meg a dermiszben; a bőr elveszíti rugalmasságát és szárazabbá válik.

A fibroblasztok a kollagén és az elasztin gyárai. Ha a "gyár" nem működik jól, a bőr elkezd öregedni.

Lehetséges-e felgyorsítani a szintézist, vagy pótolni a kollagén és elasztin fehérjék hiányát?

Ez az a probléma, amit a kozmetikusok évek óta próbálnak megoldani! Most többféleképpen használják:

A legdrágább és egyben a legtöbb hatékony megoldás- injekciós eljárások. A szalonban mezoterápiát kínálnak - hialuronsavat és kollagént tartalmazó koktélok bevezetését a bőr alá.
Az RF lifting (Thermolifting) jó eredményeket ad – meleg intézkedés, amely a bőr rádiófrekvenciás sugárzással (Radio Frequency) történő felmelegítésén alapul, 2-4 mm mélységig. A felmelegedés serkenti a fibroblasztok aktivitását, a kollagén váz megerősödik, a bőr kisimul, megfiatalodik.
A módszer egyszerűbb és olcsóbb - kollagén, elasztin és hialuronsav krémek használata.

Van itt valami ellentmondás?

Hogyan és milyen hatóanyagok hatolnak be a mélyebb rétegekbe, amelyek regenerációs folyamatokat idézhetnek elő a bőrben?

Mint emlékszel, minden kozmetikumban, kollagénnel, elasztinnal vagy "hialuronnal" van egy epidermális gát. Ne felejtse el azt is, hogy a zsírban oldódó anyagok megkerülhetik a gátat, kis mennyiségben pedig vízben oldódnak, de csak a legkisebb molekulával.

Kezdjük a finom - kollagén és elasztin

A kollagén és az elasztin fehérjék, nem oldódnak sem vízben, sem zsírban. Ráadásul molekuláik olyan nagyok, hogy nem tudnak a keratin pikkelyek közé préselődni! Következtetés - a kozmetikai kollagén (és az elasztin is) egyáltalán nem hatol be sehova, a bőr felszínén marad, lélegző filmet képezve.

A haladó kozmetikai felhasználók valószínűleg hallottak a hidrolizált kollagénről és a hidrolizált elasztinról. Ez a forma könnyen felismerhető a hidrolizált szóról a kozmetikai termék összetételében. A kollagén hidrolizátum előállításához enzimeket (enzimeket), az elasztin hidrolizátumhoz lúgokat használnak. Egy plusz további tényezők – hőségés nyomás.

Ilyen körülmények között egy erős fehérje komponensekre - aminosavakra és peptidekre - bomlik, ami - és ez igaz! - beszivárog a bőrbe. Az egyes aminosavakkal azonban nem minden olyan sima, mert:

nem teljes értékű fehérje
nem rendelkeznek az eredeti anyag tulajdonságaival;
képtelenek rákényszeríteni a fibroblasztokat saját kollagénjük (vagy elasztinjuk) szintetizálására.

Így a "nem őshonos" fehérjék még a bőrbe préselve sem fognak úgy viselkedni, mint a sajátjuk, "natív". Vagyis egyszerűen haszontalanok a bőröregedés és a ráncok elleni küzdelemben. Amire a kollagén krém pontosan hasznos, az az, hogy képes helyreállítani a megszakadt hámréteget és kisimítani a felületes ráncokat.

Minden más ígéret átverés, fél fizetéses marketingtrükk.

Miért van szüksége hialuronsavra a krémekben?

A hialuronsav vízben oldódik, így a többi összetevővel is barátságos. kozmetikumok. Két típusa van - nagy és alacsony molekulatömegű.

A nagy molekulatömegű hialuronsav összetett összetételű, hatalmas molekulájú. A kozmetikumokhoz állati eredetű hialuronsavat adnak. A molekula mérete lehetővé teszi, hogy magához vonzza a nedvességet nagy számban(szuper-hidratáló!), de megakadályozza, hogy önmagában behatoljon a bőrbe.

Az injekciókat nagy molekulatömegű sav bejuttatására használják. Ezek ugyanazok a töltőanyagok, amelyekkel a kozmetikusok kitöltik a ráncokat.

Kis molekulatömegű sav - módosított. Molekulái kicsik, ezért nem fekszik fel a hám felszínén, hanem tovább zuhan és mélyen dolgozik.

A "hyaluron" módosításához:

molekuláit hidrolízissel frakciókra bontja;
laboratóriumokban szintetizálják.

Krémek, szérumok, maszkok dúsítva ezzel a termékkel.

Egy másik termék a nátrium-hialuronát. Megszerzéséhez az eredeti anyag molekuláit zsírok, fehérjék és egyes savak eltávolításával tisztítják. A kimenet egy apró molekulájú anyag.

Az alacsony molekulatömegű hialuronsav függetlenül is eljuthat oda, ahol lennie kell. Nagy molekulatömegű külsőleg vagy injektálva kell alkalmazni.

A ravasz gyártók igyekeznek nem a mesésen drága kis molekulatömegű „hyaluront” használni. Igen, és mohók, nagy molekulatömegűek, néha 0,01%-ot adnak hozzá – éppen csak annyit, hogy meg tudják említeni az anyagot a címkén.

A hatóanyagok bőrbe juttatásának non-invazív módszerei

Tehát közeledünk a döntőhöz, és már rájöttünk, hogy a krém csak a bőr felszínén működik, anélkül, hogy mélyen behatolna az epidermiszbe. Elérik a dermiszt hatóanyagok akár mikromolekulával, akár intradermális (intradermális) injekció formájában.

Alternatív megoldás a nem befecskendező hardver és lézeres módszerek, amelyek lehetővé teszik, hogy tű nélkül végezhessünk, és egyúttal a hialuronsavat a bőr mély rétegeibe „hajtsák”.

Ilyen például a lézeres biorevitalizáció. A technológia a bőrre felvitt nagy molekulatömegű sav feldolgozásán alapul, és több ezer egységnyi polimerből akár 10 egységnyi rövid láncokká alakítja. Ebben a formában az „elpusztult” sav mélyen behatol az epidermiszbe, és ahogy halad a dermisz felé, a láncokat lézer „varrja össze”.

A lézeres biorevitalizáció előnyei a non-invazivitás, a beteg kényelme, hiánya mellékhatásokés rehabilitációs időszak. Hátránya az alacsony hatásfok (legfeljebb 10%). Ezért a kívánt eredmény eléréséhez mindkét módszert - injekciót és lézeres biorevitalizációt - kombinálni kell.

Az injekciós módszerek a legésszerűbbek. Ez a garancia arra, hogy az anyag a címre került (a dermisbe) és működni fog.

Minden sejtet plazmamembrán választ el a környezettől. A sejtmembránok nem áthatolhatatlan akadályok. A sejtek képesek szabályozni a membránokon áthaladó anyagok mennyiségét és típusát, és gyakran a mozgás irányát is.

A membránokon keresztül történő szállítás létfontosságú, mert ez biztosítja:

megfelelő pH-érték és ionkoncentráció
tápanyag szállítás
mérgező hulladékok ártalmatlanítása
váladék különböző hasznos anyagok
az ideg- és izomtevékenységhez szükséges ionos gradiensek létrehozása.

A membránokon átívelő anyagcsere szabályozása a membránok és a rajtuk áthaladó ionok vagy molekulák fizikai és kémiai tulajdonságaitól függ.
A víz a fő anyag, amely be- és kilép a sejtekbe.

A víz mozgása mind az élő rendszerekben, mind az élettelen természetben a térfogatáram és diffúzió törvényeinek engedelmeskedik.

A diffúzió ismerős jelenség. Ha néhány csepp parfümöt szórunk a szoba egyik sarkába, az illat fokozatosan betölti az egész helyiséget, még akkor is, ha a levegő csendes benne. Ennek az az oka, hogy az anyag egy olyan régióból mozog, ahol több van magas koncentráció olyan területre, ahol alacsonyabb. Más szóval, a diffúzió egy anyag elterjedése ionjaik vagy molekuláik mozgása következtében, amelyek hajlamosak kiegyenlíteni koncentrációjukat a rendszerben.

A diffúzió jelei: minden molekula a többitől függetlenül mozog; ezek a mozgások kaotikusak.
A diffúzió lassú folyamat. De felgyorsulhat a plazmaáram, anyagcsere-aktivitás hatására.
Általában az anyagokat a sejt egyik részében szintetizálják, és egy másikban fogyasztják el. Hogy. koncentráció gradiens jön létre, és az anyagok a gradiens mentén diffundálhatnak a képződés helyétől a fogyasztás helyéig.
A szerves molekulák általában polárisak. Ezért nem tudnak szabadon átdiffundálni a sejtmembránok lipidgátján. A szén-dioxid, oxigén és más lipidben oldódó anyagok azonban szabadon átjutnak a membránokon. A víz és néhány kis ion mindkét irányban áthalad.

Sejt membrán.

A cellát minden oldalról szorosan illeszkedő membrán veszi körül, amely látszólag enyhe plaszticitással alkalmazkodik minden alakváltozáshoz. Ezt a membránt plazmamembránnak vagy plazmalemmának nevezik (görögül plazma - forma; lemma - héj).

A sejtmembránok általános jellemzői:

A különböző típusú membránok vastagságukban különböznek egymástól, de a legtöbb esetben a membránok vastagsága 5-10 nm; például a plazmamembrán vastagsága 7,5 nm.
A membránok lipoprotein struktúrák (lipid + fehérje). Néhány lipid és fehérje molekulához külső felületek kapcsolódó szénhidrát komponensek (glikozilcsoportok). Jellemzően a szénhidrát aránya a membránban 2-10%.
A lipidek kettős réteget alkotnak. Ennek az az oka, hogy molekuláik poláris fejekkel és nem poláris farokkal rendelkeznek.
A membránfehérjék teljesítenek különféle funkciókat Kulcsszavak: anyagok transzportja, enzimaktivitás, elektrontranszfer, energiaátalakítás, receptoraktivitás.
A glikoproteinek felületén glikozilcsoportok vannak - elágazó oligoszacharid láncok, amelyek antennákhoz hasonlítanak. Ezek a glikozilcsoportok egy felismerési mechanizmushoz kapcsolódnak.
A membrán két oldala összetételében és tulajdonságaiban is eltérhet egymástól.

A sejtmembránok funkciói:

a sejttartalom korlátozása a környezetből
szabályozás anyagcsere folyamatok a sejt-környezet határán
a sejtek növekedését és differenciálódását szabályozó hormonális és külső jelek továbbítása
részvétel a sejtosztódási folyamatban.

Endocitózis és exocitózis.

Az endocitózis és az exocitózis két aktív folyamat, amelyek során különféle anyagokat szállítanak a membránon keresztül, akár a sejtekbe (endocitózis), akár a sejtekből kifelé (exocitózis).
Az endocitózis során a plazmamembrán invaginációkat vagy kinövéseket hoz létre, amelyek azután lefűzve hólyagokká vagy vakuolákká alakulnak. Az endocitózisnak két típusa van:
1. Fagocitózis - a szilárd részecskék felszívódása. A fagocitózist végző speciális sejteket fagocitáknak nevezzük.

2. Pinocytosis - folyékony anyag (oldat, kolloid oldat, szuszpenzió) felszívódása. Gyakran nagyon kicsi hólyagok (mikropinocitózis) képződnek.
Az exocitózis az endocitózis fordított folyamata. A hormonok, poliszacharidok, fehérjék, zsírcseppek és egyéb sejttermékek ilyen módon ürülnek ki. Membránhoz kötött vezikulákba záródnak, és megközelítik a plazmalemmát. Mindkét membrán összeolvad, és a vezikula tartalma kikerül a sejtet körülvevő környezetbe.

Az anyagok membránokon keresztül a sejtbe való behatolásának típusai.
A molekulák három különböző folyamaton keresztül haladnak át a membránokon: egyszerű diffúzió, megkönnyített diffúzió és aktív transzport.

Az egyszerű diffúzió a passzív transzport példája. Irányát csak az anyag koncentrációjának különbsége határozza meg a membrán mindkét oldalán (koncentrációs gradiens). Egyszerű diffúzióval a nem poláris (hidrofób) lipidoldható anyagok és kis töltés nélküli molekulák (például víz) behatolnak a sejtbe.
A sejtek számára szükséges anyagok nagy része a membránon keresztül jut el a membránon, a benne elmerült transzportfehérjék (hordozófehérjék) segítségével. Úgy tűnik, hogy minden transzportfehérje folyamatos fehérjejáratot képez a membránon keresztül.
A hordozó által segített transzportnak két fő formája van: a könnyített diffúzió és az aktív transzport.
A megkönnyített diffúzió a koncentráció gradiensnek köszönhető, és a molekulák ezen a gradiensen mozognak. Ha azonban a molekula feltöltött, akkor a szállítását mind a koncentráció-gradiens, mind a membránon keresztüli teljes elektromos gradiens befolyásolja (membránpotenciál).
Az aktív transzport az oldott anyagok koncentrációval vagy elektrokémiai gradienssel szembeni mozgása az ATP energiájával. Energiára van szükség, mert az anyagnak a természetes hajlamával szemben kell mozognia az ellenkező irányba.

Na-K szivattyú.

Az állati sejtekben az egyik legfontosabb és legjobban tanulmányozott aktív transzportrendszer a Na-K pumpa. A legtöbb állati sejt a nátrium- és káliumionok különböző koncentráció-gradiensét tartja fenn a plazmamembrán különböző oldalain: a sejt belsejében, alacsony koncentráció nátriumionok és nagy koncentrációjú káliumionok. A Na-K pumpa működéséhez szükséges energiát a légzés során keletkező ATP molekulák biztosítják. Ennek a rendszernek az egész szervezetre gyakorolt jelentőségét bizonyítja, hogy egy nyugvó állatban az ATP több mint egyharmadát a pumpa működésének biztosítására fordítják.

Na-K szivattyú működési modell.

DE. A citoplazmában lévő nátriumion egy transzportfehérje molekulával egyesül.
B. Az ATP-vel járó reakció, melynek eredményeként a foszfátcsoport (P) kötődik a fehérjéhez, és ADP szabadul fel.
NÁL NÉL. A foszforiláció megváltoztatja a fehérje konformációját, ami nátriumionok felszabadulását eredményezi a sejten kívül
G. Az extracelluláris térben lévő káliumion egy transzportfehérjéhez (D) kötődik, amely ebben a formában jobban alkalmazkodik a káliumionokhoz, mint a nátriumionokhoz.
E. A foszfátcsoport lehasad a fehérjéből, ezáltal az eredeti forma helyreáll, és a káliumion a citoplazmába kerül. A transzportfehérje készen áll arra, hogy újabb nátriumiont vigyen ki a sejtből.