Každá ľudská a živočíšna bunka je obalená polopriepustnou membránou. Chráni vnútro bunky pred škodlivými vplyvmi zvonka a je zodpovedné za nevyhnutnú výmenu látok zvonka dovnútra i zvnútra von. V tretej funkcii membrána preberá komunikáciu medzi bunkami za predpokladu, že sa bunka nachádza v bunkovej asociácii.
Čo je to bunková membrána?
bunková membrána obklopuje každú ľudskú a zvieraciu bunku a oddeľuje ju od ostatných buniek alebo od extracelulárneho priestoru. Musí byť selektívne priepustný v obidvoch smeroch, aby sa umožnilo vpúšťanie potrebných látok do bunky alebo aby sa mohli odvádzať degradačné produkty z vnútra bunky. Ak je bunka v bunkovej asociácii, musí byť membrána schopná vytvoriť nejaký druh mechanického spojenia s membránou susednej bunky, aby poskytla potrebné pevnosť k bunkovej asociácii. Okrem toho musí byť membrána schopná komunikovať s pripojenými susednými bunkami. Musí byť schopný čo najskôr pohotovo prenášať „správy“ zo svojej bunky do susedných buniek v druhu medzibunkovej komunikácie alebo prijímať správy zo susedných buniek a prenášať ich do svojej vlastnej bunky. Aby sa zabránilo tomu, že bunka bude napadnutá vlastnou obranou tela pomocou autoimunitnej reakcie, musí mať membrána na strane privrátenej k extracelulárnemu priestoru vlastnosti, ktoré ju, ako keby, identifikovali imunitný systém ako endogénna bunka.
Anatómia a štruktúra
bunková membrána je zložená z dvojitej vrstvy z lipidy a dosahuje hrúbku iba 6 až 10 nanometrov. Lipofilné skupiny dvoch lipidových vrstiev smerujú proti sebe a vytvárajú neprekonateľnú hydrofóbnu bariéru pre vodné tekutiny. The lipidy vonkajšej vrstvy sú čiastočne glykolizované a sacharidy sa môžu viazať a kombinovať s lipidmi za vzniku glykolipidov. Bunkové membrány sú popretkávané takzvanou membránou proteíny, ktoré plnia rôzne úlohy. Glykoproteíny sú pripojené k povrchu membrány smerujúcim von a slúžia okrem iného na identifikáciu bunky ako endogénnej pre imunitný systém, ostatné proteíny (integrálne proteíny) prenikajú do bunková membrána a komunikovať s extracelulárnym a intracelulárnym priestorom. Ďalšiu dôležitú štruktúru tvoria takzvané iónové kanály, ktoré sú tvorené kanálom proteíny a umožniť určité výmeny látok. Konkrétne pre výmenu s voda na prekonanie hydrofóbnej bariéry medzi dvoma lipidovými vrstvami bunkovej membrány sú prítomné takzvané vodné kanály (aquaporíny), ktoré fungujú zhruba analogicky ako iónové kanály.
Funkcia a úlohy
Bunková membrána ohraničuje vnútro bunky z vonkajšej strany alebo z iných buniek a chráni jadro, organely, cytoplazmu a ďalšie časti nachádzajúce sa v bunke. Napriek svojej semipermeabilite môže membrána oddeliť vodnú tekutinu vo vnútri bunky od vodnej tekutiny mimo bunky - a to aj pri rôznych osmotických tlakoch. Ďalšou funkciou a úlohou je selektívna výmena látok medzi vnútrom bunky a extracelulárnym priestorom. Bunková membrána má na tento účel k dispozícii tri rôzne možnosti:
- Prvou možnosťou je použitie osmotického gradientu.
- Druhou možnosťou je použitie iónov a voda kanály, ktoré sa vytvorili v bunkovej membráne. Cez rôzne typy kanálov môžu byť ióny transportované pozdĺž gradientu elektrického napätia.
- Existuje však aj možnosť takzvaných transportných bielkovinových iónov pri výdaji energie proti gradientu elektrického napätia alebo elektricky neutrálne molekuly prejsť.
Hmota transport cez iónové kanály funguje oboma smermi. Na výmenu s makromolekulami, ktoré sa nedokážu transportovať ani osmózou, ani iónovými kanálmi, môže bunková membrána vytvárať výčnelky, ktoré obklopujú makromolekuly a potom ich prenášať cez bunkovú membránu do vnútra bunky. Pre bunky, ktoré nie sú priamo spojené s nervy, je dôležitá vzájomná komunikácia. Môžu za to špeciálne proteíny, ktoré sú zakotvené v bunkovej membráne a sú spojené s intracelulárnym aj extracelulárnym priestorom (transmembránové proteíny), takže je možné vymieňať si informácie oboma smermi. Výmena informácií v širšom zmysle zahŕňa aj skutočnosť, že bunková membrána signalizuje do imunitný systém pomocou ukotvených periférnych proteínov je to endogénna bunka, ktorá nesmie byť napadnutá.
Choroby a poruchy
Pravidelné fungovanie dvoch základných funkcií výmeny látok a vedenia signálu bunkovej membrány tvorilo predpoklad pre vznik vyššieho života. Účinky môžu byť zodpovedajúcim spôsobom závažné, ak je narušená iba jedna základná funkcia bunkovej membrány. Autoimunitné ochorenia, ktoré sú vyvolané nesprávnym imunitným systémom, môžu byť príčinne spojené s nesprávnou funkciou bunkových membrán postihnutého tkaniva. V prípade defektu v dokovaných membránových proteínoch môže imunitný systém bunky klasifikovať nie ako vlastné tkanivo pacienta, ale ako cudzie tkanivo a iniciovať príslušné útoky. Antifosfolipidový syndróm autoimunitného ochorenia (APS) vedie k zmenenému zloženiu červenej bunkovej membrány. krv bunky (erytrocyty), pretože imunitný systém vedie k deštrukcii membránových proteínov spojených s fosfolipidmi. To výrazne podporuje zrážanie, čo vedie k zvýšenému výskytu trombóza, mŕtvica, infarkt myokardu a pľúcny embólia. Narušená medzibunková komunikácia môže tiež viesť k vážnym následkom. Napríklad ak ide o transmembránové proteíny, odošlite susedným príkazom „smrť“ rakovina bunky, ktoré spúšťajú ich spontánnu bunkovú smrť (apoptózu), rakovinové bunky neprijímajú kvôli narušeniu komunikačného mechanizmu, čo znamená, že nádorové bunky sa môžu vyvíjať bez prekážok. Amyloidové usadeniny v mozgu Alzheimerova choroba pacienti sú s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobení určitým membránovým proteínom, ktorý sa štiepi enzýmom beta-sekretázou, a stáva sa tak fyziologicky neúčinným. To znamená, že choroba je spôsobená poruchou funkcie bunkovej membrány.
