Starp plazmas membrānas īpašībām tās selektīvā caurlaidība ir viena no galvenajām. Pateicoties tam, veidojas daudzšūnu organisma šķidrās vides sadalīšanās nodalījumos, kuros katrā veidojas savs elektrolītu un organisko vielu sastāvs. Jebkura organella vai šūna, ko ierāmē plazmas membrāna, stingri atdala ķermeņa vidi un regulē vielu transportēšanu divos virzienos.
Definīcija un raksturlielumi
Selektīva caurlaidība ir unikāla membrānas fosfolipīdu divslāņa īpašība ar jonu kanāliem, kas iebūvēti tā biezumā. Šī kvalitāte ir raksturīga jebkurai šūnai, kā arī membrānas organellām: lizosomām, mitohondrijiem, kodolam, Golgi kompleksam, tīkliņam. Membrānas selektivitāte balstās uz tās struktūru, kas ietver fosfolipīdu hidrofobus reģionus.
Pēc izglītībasfomfolipīdslānis ar hidrofobām zonām, kas vērstas viena pret otru, ūdens caurlaidība caur plazmlemmu ir ierobežota. Tas var nokļūt šūnā un ārpus tās tikai caur transmembrānas kanāliem, caur kuriem transportēšana notiek saskaņā ar osmozes likumiem difūzijas ceļā. Selektīvo ūdens molekulu caurlaidību regulē osmotiskais spiediens. Ja šūnas iekšienē palielinās sāļu koncentrācija, ūdens pa kanāliem iekļūst citoplazmā, bet ārpusšūnu osmotiskā spiediena palielināšanās gadījumā tas ieplūst starpšūnu telpā.
Transports
Šūnu membrāna atdala divus nodalījumus – starpšūnu telpu ar citoplazmu (jeb organellu dobumu un citoplazmu). Un starp katru nodalījumu ir jābūt pastāvīgai vielu apmaiņai. Plazmalemmu raksturo aktīvs un pasīvs transports.
Aktīvā darbība tiek veikta ar enerģijas izmaksām un ļauj transportēt vielas no mazākas koncentrācijas zonas uz lielāku. Pasīvais transports ir lipofīlo vielu brīva iekļūšana šūnā caur plazmlemmu, kā arī jonu pārnešana pa īpašiem kanāliem no augstas koncentrācijas zonas uz zonu ar mazāku tāda paša veida jonu saturu.
Transmembrānu receptori
Membrānas selektīvo jonu caurlaidību regulē specializēti jonu kanāli, kas iebūvēti plazmalemmā. Katram jonam tie ir atšķirīgi un regulē ātru aktīvo vai pasīvo lēno hidratēto jonu transportēšanu. Kālija jonu kanāli vienmēratvērta, un kālija apmaiņa tiek veikta atkarībā no membrānas potenciāla.
Nātriju raksturo gan lēnu, gan ātru kanālu klātbūtne. Lēnie darbojas pēc līdzīga principa kā kālija, un ātro kanālu darbība ir aktīvā transporta piemērs, kas notiek ar enerģijas izmaksām. Tas notiek darbības potenciāla ģenerēšanas gadījumā, kad augstas intensitātes intracelulāro nātrija jonu pieplūdumu nodrošina īslaicīga ātru kanālu aktivizēšana, kam seko membrānas uzlāde.
Plazlamemmas selektīvā caurlaidība ir svarīga olb altumvielu molekulu, aminoskābju, vitamīnu un svarīgu šūnu enzīmu sistēmu kofaktoru transportēšanai. Šīs molekulas ir polāras un hidrofilas, un tāpēc tās nespēj iekļūt hidrofobajā lipīdu divslānī. To transportēšanai membrānas biezumā ir īpaši kanāli, kas ir sarežģīti glikoproteīni.
Transmembrānas pārnešana
Speciālu ligandu piesaiste receptoriem aktivizē vielas iekļūšanu šūnā. Katram šādu molekulu veidam membrānas biezumā ir iebūvēts savs īpašs nesējs. Tas ir visstingrākais un visspecifiskākais veids, kā organizēt šūnas selektīvās caurlaidības spējas – garantija, ka neviena viela, kas nav nepieciešama šajā tās attīstības fāzē, neiekļūs citoplazmā.
Transmembrānas specifiskā nesēja struktūra ir iekodēta kodola ģenētiskajā materiālā. Un jauna salikšanas processvielu transportēšanas kanālu regulē pati šūna. Tas nozīmē, ka katrā diferenciācijas stadijā tas atkarībā no ārējiem apstākļiem spēj ierosināt vai apturēt noteiktu vielu ieplūšanu citoplazmā.
Intracelulārie receptori
Šūnu un membrānu organellām ir selektīva caurlaidība intracelulāro receptoru dēļ. Tie ir paredzēti, lai uztvertu signālus no lipofīlām vielām. Atšķirībā no hidrofobām, šādas molekulas spēj integrēties membrānas lipīdu divslānī un peldēt tajā ilgu laiku, pēc tam iekļūst citoplazmā un saskaras ar intracelulāro vai kodola receptoru.
Piemērs ir steroīdu hormonu iespiešanās. Tie brīvi iziet cauri citolemmai un pēc saskares ar noteiktu receptoru aktivizē vai nomāc noteiktu saiti vielmaiņas ķēdēs. Iespēja brīvi iziet lipofīlas vielas caur plazmas membrānu ir arī selektīvās caurlaidības piemērs.
Visām lipofīlajām vielām, kas spēj pārvarēt lipīdu divslāņu slāni, izšķīdinot tajā, ir intracelulārs receptors. Hidrofilās molekulas atgrūž membrānas polarizētos apgabalus, un tāpēc tām vai nu jāpievienojas transmembrānas transportētājam, vai jāpiestiprina membrānas virsmas receptoru molekulas, lai pārraidītu signālus vai iekļūtu šūnā.
