การซึมผ่านของเมมเบรน: หน้าที่บทบาทและโรค

ความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนเป็นลักษณะของการซึมผ่านของ โมเลกุล ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์ทั้งหมดถูกแบ่งออกจากช่องว่างระหว่างเซลล์โดย biomembranes และในเวลาเดียวกันก็มีออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ ความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อมีความจำเป็นสำหรับการไหลเวียนของปฏิกิริยาทางชีวเคมีอย่างราบรื่น

การซึมผ่านของเมมเบรนคืออะไร?

ความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนเป็นลักษณะของการซึมผ่านของ โมเลกุล ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนหมายถึงความสามารถในการซึมผ่านของ biomembranes ไปยังของเหลวและตัวถูกละลาย อย่างไรก็ตามเยื่อหุ้มเซลล์ไม่สามารถซึมผ่านสารทั้งหมดได้ ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าเยื่อกึ่งสังเคราะห์ (semipermeable membrane) Biomembranes ประกอบด้วยชั้นฟอสโฟลิปิดสองชั้นซึ่งสามารถซึมผ่านของก๊าซได้เช่น ออกซิเจน or คาร์บอน ไดออกไซด์เช่นเดียวกับสารที่ไม่ใช่โพลาร์ที่ละลายในไขมัน สารเหล่านี้สามารถผ่านเยื่อผ่านการแพร่ตามปกติ ขั้วโลกและชอบน้ำ โมเลกุล ไม่ได้รับอนุญาตให้ผ่าน สามารถขนส่งผ่านเมมเบรนได้โดยกระบวนการขนส่งแบบพาสซีฟหรือแอคทีฟเท่านั้น เมมเบรนปกป้องพื้นที่ภายในเซลล์และช่องว่างภายในออร์แกเนลล์ของเซลล์ พวกเขารับประกันการบำรุงรักษาสภาพทางเคมีและทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจงสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่สำคัญโดยไม่มีการรบกวนจากภายนอก ความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการขนส่งสารสำคัญจากช่องว่างนอกเซลล์เข้าสู่เซลล์และการขับสารเมตาบอลิซึมออกจากเซลล์ เช่นเดียวกับออร์แกเนลล์ของเซลล์แต่ละเซลล์

ฟังก์ชั่นและงาน

พังผืดมีความจำเป็นสำหรับการลุกลามของปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่สำคัญภายในเซลล์และออร์แกเนลล์ของเซลล์โดยไม่ถูกรบกวน ความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนมีความสำคัญเท่าเทียมกันสำหรับการจัดหาเซลล์ด้วยสารอาหารที่สำคัญเช่น โปรตีน, คาร์โบไฮเดรต หรือไขมัน แร่, วิตามิน และสารออกฤทธิ์อื่น ๆ ต้องสามารถผ่านเมมเบรนได้ด้วย ในขณะเดียวกันก็มีการผลิตผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมที่ต้องกำจัดออกจากเซลล์ อย่างไรก็ตามเมมเบรนสามารถซึมผ่านได้เฉพาะกับโมเลกุลของไลโปฟิลิกและโมเลกุลของก๊าซขนาดเล็กเช่น ออกซิเจน or คาร์บอน ไดออกไซด์. โพลาร์ชอบน้ำหรือแม้แต่โมเลกุลขนาดใหญ่ก็สามารถผ่านเมมเบรนผ่านกระบวนการขนส่งเท่านั้น มีวิธีการขนส่งเมมเบรนแบบพาสซีฟและแอคทีฟเพื่อจุดประสงค์นี้ การขนส่งแบบพาสซีฟทำงานโดยไม่ต้องจ่ายพลังงานในทิศทางที่มีศักยภาพหรือ สมาธิ ไล่ระดับสี โมเลกุลไลโปฟิลิกหรือโมเลกุลของก๊าซที่มีขนาดเล็กกว่าอาจมีการแพร่กระจายตามปกติ สำหรับโมเลกุลขนาดใหญ่การแพร่แบบปกติจะไม่สามารถทำได้อีกต่อไป ที่นี่การขนส่งบางอย่าง โปรตีน หรือโปรตีนช่องสามารถอำนวยความสะดวกในการขนส่ง การขนส่ง โปรตีน ขยายเยื่อเหมือนอุโมงค์ โมเลกุลที่มีขั้วขนาดเล็กสามารถส่งผ่านอุโมงค์นี้ได้โดยการกระทำของขั้ว กรดอะมิโน. นอกจากนี้ยังช่วยให้ขนส่งไอออนที่มีประจุไฟฟ้าขนาดเล็กผ่านอุโมงค์ ความเป็นไปได้ในการขนส่งแบบพาสซีฟอีกประการหนึ่งเป็นผลมาจากการกระทำของโปรตีนตัวพาที่มีความเชี่ยวชาญสำหรับโมเลกุลบางชนิด ดังนั้นเมื่อโมเลกุลเทียบท่าพวกมันจะเปลี่ยนรูปแบบและเคลื่อนย้ายผ่านเมมเบรน การขนส่งเมมเบรนที่ใช้งานต้องการการจัดหาพลังงาน โมเลกุลที่เกี่ยวข้องจะถูกเคลื่อนย้ายโดยเทียบกับ สมาธิ การไล่ระดับสีหรือการไล่ระดับสีไฟฟ้า กระบวนการจัดหาพลังงานเป็นผลมาจากการไฮโดรไลซิสของ ATP การสร้างตัวไล่ระดับประจุในรูปของสนามไฟฟ้าหรือการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีโดยการสร้าง สมาธิ ไล่ระดับสี สำหรับสารที่ไม่สามารถทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้เลยจะมี endocytosis หรือ exocytosis ใน endocytosis หยดของของเหลวจะถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านทาง การรุกราน ของไบโอเมมเบรนและขนส่งเข้าสู่เซลล์ สิ่งนี้จะสร้างสิ่งที่เรียกว่าเอนโดโซมซึ่งลำเลียงสารสำคัญเข้าสู่ไซโทพลาสซึม ในระหว่างการทำ exocytosis ของเสียในไซโทพลาซึมจะถูกเคลื่อนย้ายออกไปด้านนอกโดยถุงลำเลียงที่ห่อหุ้มด้วยเมมเบรน

โรคและความผิดปกติ

ความผิดปกติของการซึมผ่านของเมมเบรนสามารถ นำ ไปสู่สภาวะของโรคต่างๆ การเปลี่ยนแปลงมีผลต่อการซึมผ่านของไอออนต่างๆ ความผิดปกติของการซึมผ่านของเมมเบรนมักเป็นผลมาจากโรคหัวใจและหลอดเลือด ในกรณีนี้อิเล็กโทรไลต์ สมดุล ของร่างกายอาจได้รับผลกระทบ อย่างไรก็ตามสาเหตุทางพันธุกรรมหลายอย่างยังทำให้เกิดความผิดปกติของการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์โปรตีนหลายชนิดมีส่วนเกี่ยวข้องกับการประกอบของเมมเบรนและมีหน้าที่ในการทำงานที่ถูกต้องของชั้นไขมันสองชั้น การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของโปรตีนบางชนิดมีส่วนรับผิดชอบต่อการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ ตัวอย่างหนึ่งคือโรค myotonia congenita Thomsen โรคนี้เป็นความผิดปกติทางพันธุกรรมของการทำงานของกล้ามเนื้อ ในกรณีนี้ก ยีน กลายพันธุ์ที่รหัสสำหรับ คลอไรด์ ช่องของ เส้นใยกล้ามเนื้อ เยื่อ การซึมผ่านของ คลอไรด์ ไอออนจะลดลง ส่งผลให้ง่ายขึ้น เส้นใยกล้ามเนื้อ Depolarization มากกว่าในคนที่มีสุขภาพดี แนวโน้มของการหดตัวของกล้ามเนื้อจะเพิ่มขึ้นซึ่งถูกมองว่าเป็นความฝืด ตัวอย่างเช่นสามารถเปิดกำปั้นที่ปิดได้ด้วยการหน่วงเวลาบางอย่างเท่านั้น นอกจากนี้ดวงตาสามารถเปิดได้หลังจากปิด 30 วินาทีเท่านั้นซึ่งเรียกว่า เปลือกตา-lag. นอกจากนี้ยังมี โรคภูมิต้านตนเอง ที่มุ่งต่อต้าน biomembranes โดยเฉพาะ ในบริบทนี้เรียกว่า antiphospholipid syndrome (APS) ในโรคนี้ร่างกาย ระบบภูมิคุ้มกัน ถูกนำไปต่อต้านโปรตีนที่เชื่อมโยงกับ phospholipids ของเมมเบรน เป็นผลให้ไฟล์ เลือด กลายเป็นน้ำแข็งมากขึ้น ความน่าจะเป็นของ หัวใจ การโจมตีจังหวะและเส้นเลือดอุดตันในปอดเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังพบความผิดปกติของการซึมผ่านของเมมเบรนใน mitochondriopathies ที่เรียกว่า ใน mitochondriaพลังงานได้มาจากการเผาไหม้ของ คาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีน mitochondria เป็นออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่ล้อมรอบด้วยเมมเบรน ภายในโรงไฟฟ้าพลังงานเหล่านี้จะมีการผลิตอนุมูลอิสระในระดับสูง หากไม่จับสิ่งเหล่านี้จะเกิดความเสียหายกับเมมเบรน สิ่งนี้ จำกัด การทำงานของไฟล์ mitochondria. อย่างไรก็ตามมีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ประสิทธิภาพของสัตว์กินเนื้อหัวรุนแรงลดลง