เซลล์ของมนุษย์และสัตว์ทุกเซลล์ถูกห่อหุ้มด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ ช่วยปกป้องภายในเซลล์จากอิทธิพลที่เป็นอันตรายจากภายนอกและมีหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนสารที่จำเป็นจากภายนอกสู่ภายในและจากภายในสู่ภายนอก ในฟังก์ชั่นที่สามเมมเบรนจะเข้าควบคุมการสื่อสารระหว่างเซลล์โดยที่เซลล์นั้นอยู่ภายในการเชื่อมโยงของเซลล์
เยื่อหุ้มเซลล์คืออะไร?
พื้นที่ เยื่อหุ้มเซลล์ ล้อมรอบเซลล์ของมนุษย์และสัตว์ทุกเซลล์และแยกออกจากเซลล์อื่นหรือจากนอกเซลล์ ต้องมีการเลือกซึมผ่านทั้งสองทิศทางเพื่อให้สารที่จำเป็นเข้าสู่เซลล์หรือนำผลิตภัณฑ์ย่อยสลายออกจากภายในเซลล์ ถ้าเซลล์อยู่ในความสัมพันธ์ของเซลล์เมมเบรนจะต้องสามารถสร้างพันธะเชิงกลบางประเภทกับเมมเบรนของเซลล์ที่อยู่ติดกันเพื่อให้สิ่งที่จำเป็น ความแข็งแรง ไปยังการเชื่อมโยงเซลล์ นอกจากนี้เมมเบรนต้องสามารถสื่อสารกับเซลล์ข้างเคียงที่ติดอยู่ได้ ต้องสามารถส่งต่อ“ ข้อความ” จากเซลล์ไปยังเซลล์ข้างเคียงได้โดยเร็วที่สุดในรูปแบบของการสื่อสารระหว่างเซลล์หรือรับข้อความจากเซลล์ข้างเคียงและส่งต่อไปยังเซลล์ของมันเอง เพื่อป้องกันไม่ให้เซลล์ถูกโจมตีโดยการป้องกันของร่างกายผ่านปฏิกิริยาแพ้ภูมิตัวเองเมมเบรนจะต้องมีลักษณะที่อยู่ด้านข้างที่หันไปทางช่องว่างนอกเซลล์ ระบบภูมิคุ้มกัน เป็นเซลล์ภายนอก
กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง
พื้นที่ เยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยสองชั้นของ ไขมัน และมีความหนาเพียง 6 ถึง 10 นาโนเมตร กลุ่มไลโปฟิลิกของชั้นไขมันทั้งสองหันหน้าเข้าหากันก่อตัวเป็นกำแพงกั้นน้ำที่ผ่านไม่ได้สำหรับของเหลวในน้ำ ไขมัน ของชั้นนอกเป็นไกลโคไลซ์บางส่วนและแซคคาไรด์อาจติดและรวมกับไขมันเพื่อสร้างไกลโคลิปิด เยื่อหุ้มเซลล์สลับกับเยื่อหุ้มเซลล์ที่เรียกว่า โปรตีนซึ่งทำงานได้หลากหลาย Glycoproteins ติดอยู่กับพื้นผิวด้านนอกของเมมเบรนและทำหน้าที่เหนือสิ่งอื่นใดเพื่อระบุว่าเซลล์นั้นเป็นเซลล์ภายนอกของ ระบบภูมิคุ้มกัน. อื่น ๆ โปรตีน (โปรตีนหนึ่ง) แทรกซึม เยื่อหุ้มเซลล์ และสื่อสารกับพื้นที่นอกเซลล์และภายในเซลล์ โครงสร้างที่สำคัญอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นจากสิ่งที่เรียกว่าช่องไอออนซึ่งเกิดจากช่องสัญญาณ โปรตีน และเปิดใช้งานการแลกเปลี่ยนสารบางอย่าง โดยเฉพาะสำหรับการแลกเปลี่ยนกับ น้ำ เพื่อเอาชนะอุปสรรคที่ไม่ชอบน้ำระหว่างชั้นไขมันทั้งสองของเยื่อหุ้มเซลล์จึงมีสิ่งที่เรียกว่าช่องน้ำ (aquaporins) ซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับช่องไอออน
ฟังก์ชันและงาน
เยื่อหุ้มเซลล์แบ่งเขตภายในของเซลล์จากภายนอกหรือจากเซลล์อื่นและปกป้องนิวเคลียสออร์แกเนลล์ไซโทพลาสซึมและส่วนอื่น ๆ ที่อยู่ภายในเซลล์ แม้จะมีคุณสมบัติกึ่งซึมผ่านได้ แต่เมมเบรนสามารถแยกของเหลวที่เป็นน้ำภายในเซลล์ออกจากของเหลวภายนอกเซลล์ได้แม้จะมีแรงดันออสโมติกที่แตกต่างกัน หน้าที่และงานอีกอย่างหนึ่งคือการแลกเปลี่ยนสารที่เลือกระหว่างภายในเซลล์และพื้นที่นอกเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์มีสามทางเลือกที่แตกต่างกันสำหรับวัตถุประสงค์นี้:
- ตัวเลือกแรกคือการใช้การไล่ระดับสีแบบออสโมติก
- ความเป็นไปได้ที่สองคือการใช้ไอออนและ น้ำ ช่องที่เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์ ผ่านช่องทางประเภทต่างๆไอออนสามารถเคลื่อนย้ายไปตามการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้า
- อย่างไรก็ตามยังมีความเป็นไปได้ที่จะเรียกว่าไอออนของโปรตีนขนส่งภายใต้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเมื่อเทียบกับการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าหรือเป็นกลางทางไฟฟ้า โมเลกุล ที่จะผ่านไป
มวล การขนส่งผ่านช่องไอออนทำงานได้ทั้งสองทิศทาง สำหรับการแลกเปลี่ยนกับโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถขนส่งโดยช่องทางออสโมซิสหรือไอออนได้เยื่อหุ้มเซลล์สามารถสร้างส่วนที่ยื่นออกมาซึ่งสามารถห่อหุ้มโมเลกุลขนาดใหญ่แล้วขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังด้านในของเซลล์ สำหรับเซลล์ที่ไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรง เส้นประสาทการสื่อสารซึ่งกันและกันเป็นสิ่งสำคัญโปรตีนชนิดพิเศษมีหน้าที่ในการนี้ซึ่งยึดติดอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์และเชื่อมต่อกับทั้งภายในเซลล์และนอกเซลล์ (โปรตีนจากเมมเบรน) เพื่อให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลได้ทั้งสองทิศทาง การแลกเปลี่ยนข้อมูลในความหมายที่กว้างขึ้นยังรวมถึงความจริงที่ว่าเยื่อหุ้มเซลล์ส่งสัญญาณไปยัง ระบบภูมิคุ้มกัน โดยใช้โปรตีนต่อพ่วงที่เชื่อมต่อซึ่งเป็นเซลล์ภายนอกที่ต้องไม่ถูกโจมตี
โรคและความผิดปกติ
การทำงานปกติของฟังก์ชันพื้นฐานสองประการของการแลกเปลี่ยนสารและการนำสัญญาณของเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เกิดสิ่งที่จำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น ผลกระทบอาจร้ายแรงตามมาหากการทำงานพื้นฐานเพียงอย่างเดียวของเยื่อหุ้มเซลล์ถูกรบกวน โรคภูมิซึ่งเกิดจากระบบภูมิคุ้มกันที่เข้าใจผิดอาจเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของเยื่อหุ้มเซลล์ของเนื้อเยื่อที่ได้รับผลกระทบ ในกรณีที่มีข้อบกพร่องในโปรตีนเมมเบรนที่เชื่อมต่อระบบภูมิคุ้มกันอาจจำแนกเซลล์ไม่ใช่เนื้อเยื่อของผู้ป่วยเอง แต่เป็นเนื้อเยื่อแปลกปลอมและเริ่มการโจมตีที่สอดคล้องกัน โรค autoimmune antiphospholipid syndrome (APS) นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีสีแดง เลือด เซลล์ (เม็ดเลือดแดง) เนื่องจากระบบภูมิคุ้มกันนำไปสู่การทำลายโปรตีนเมมเบรนที่เกี่ยวข้องกับ phopholipids สิ่งนี้ส่งเสริมการแข็งตัวอย่างมากซึ่งนำไปสู่อุบัติการณ์ที่เพิ่มขึ้น ลิ่มเลือดอุดตัน, ละโบม, กล้ามเนื้อหัวใจตายและปอด เส้นเลือดอุดตัน. การสื่อสารระหว่างเซลล์ที่บกพร่องได้เช่นกัน นำ ถึงผลกระทบร้ายแรง ตัวอย่างเช่นหากโปรตีนจากเมมเบรนให้ส่ง "คำสั่งตาย" ไปยังที่อยู่ใกล้เคียง โรคมะเร็ง เซลล์ที่ก่อให้เกิดการตายของเซลล์ที่เกิดขึ้นเอง (apoptosis) ไม่ได้รับการดูดซึมโดยเซลล์มะเร็งเนื่องจากกลไกการสื่อสารหยุดชะงักซึ่งหมายความว่าเซลล์เนื้องอกสามารถพัฒนาได้โดยไม่ จำกัด Amyloid ฝากไว้ในสมองของ อัลไซเม ผู้ป่วยมักเกิดจากโปรตีนเมมเบรนบางชนิดถูกทำลายโดยเอนไซม์ beta-secretase และทำให้ไม่ได้ผลทางสรีรวิทยา นั่นหมายความว่าโรคนี้เกิดจากความผิดปกติของเยื่อหุ้มเซลล์
