Cada célula humana y animal está envuelta por una membrana semipermeable. Protege el interior de la célula contra las influencias nocivas del exterior, y es responsable del necesario intercambio de sustancias del exterior al interior y del interior al exterior. En una tercera función, la membrana se hace cargo de la comunicación entre las células, siempre que la célula esté ubicada dentro de una asociación celular.
¿Qué es una membrana celular?
La membrana celular rodea cada célula humana y animal y la separa de otras células o del espacio extracelular. Debe ser selectivamente permeable en ambas direcciones para permitir que las sustancias necesarias entren en la célula o para llevar los productos de degradación fuera del interior de la célula. Si la célula está dentro de una asociación celular, la membrana debe poder formar algún tipo de enlace mecánico con la membrana de la célula adyacente para proporcionar la necesaria fuerza a la asociación celular. Además, la membrana debe poder comunicarse con las células vecinas adjuntas. Debe poder transmitir "mensajes" desde su celda a las celdas vecinas lo antes posible en una especie de comunicación intercelular, o recibir un mensaje de las celdas vecinas y transmitirlo a su propia celda. Para evitar que la célula sea atacada por las propias defensas del cuerpo a través de una reacción autoinmune, la membrana debe tener características en el lado que mira hacia el espacio extracelular que, por así decirlo, la identifiquen por completo. sistema inmunológico como una célula endógena.
Anatomía y estructura
La membrana celular está compuesto por una doble capa de lípidos y alcanza un espesor de solo 6 a 10 nanómetros. Los grupos lipofílicos de las dos capas lipídicas se enfrentan entre sí, formando una barrera hidrofóbica insuperable para los fluidos acuosos. La lípidos de la capa externa están parcialmente glicolizados y los sacáridos pueden haberse unido y combinado con los lípidos para formar glicolípidos. Las membranas celulares están intercaladas con la llamada membrana proteínas, que realizan una variedad de tareas. Las glicoproteínas están unidas a la superficie de la membrana que mira hacia afuera y sirven, entre otras cosas, para identificar la célula como endógena a la sistema inmunológico. Otro proteínas (proteínas integrales) penetran en el membrana celular y comunicarse con el espacio extracelular e intracelular. Otra estructura importante está formada por los llamados canales iónicos, que están formados por canales proteínas y permitir ciertos intercambios de sustancias. Específicamente para el intercambio con agua Para superar la barrera hidrófoba entre las dos capas lipídicas de la membrana celular, están presentes los denominados canales de agua (acuaporinas), que funcionan de forma aproximadamente análoga a los canales iónicos.
Función y tareas
La membrana celular delimita el interior de la célula del exterior o de otras células y protege el núcleo, los orgánulos, el citoplasma y otras partes ubicadas dentro de la célula. A pesar de su semipermeabilidad, la membrana puede separar el líquido acuoso dentro de la célula del líquido acuoso fuera de la célula, incluso a diferentes presiones osmóticas. Otra función y tarea es el intercambio selectivo de sustancias entre el interior de la célula y el espacio extracelular. La membrana celular tiene tres opciones diferentes disponibles para este propósito:
- La primera opción es utilizar gradiente osmótico.
- La segunda posibilidad es utilizar el ion y agua canales que se han formado en la membrana celular. A través de varios tipos de canales, los iones se pueden transportar a lo largo de un gradiente de voltaje eléctrico.
- Sin embargo, también existe la posibilidad de las llamadas proteínas de transporte de iones bajo gasto de energía contra el gradiente de voltaje eléctrico o eléctricamente neutro. moléculas para pasar a través.
Misa el transporte a través de canales iónicos funciona en ambas direcciones. Para el intercambio con macromoléculas que no pueden ser transportadas ni por ósmosis ni por canales iónicos, la membrana celular puede formar protuberancias que pueden envolver las macromoléculas y luego transportarlas a través de la membrana celular al interior de la célula. Para celdas que no están conectadas directamente a los nerviosLa comunicación entre sí es importante, de la que se encargan proteínas especiales, que están ancladas en la membrana celular y conectadas tanto al espacio intracelular como al extracelular (proteínas transmembrana), de modo que la información pueda intercambiarse en ambas direcciones. El intercambio de información en el sentido más amplio también incluye el hecho de que la membrana celular envía señales al sistema inmunológico por medio de proteínas periféricas acopladas que es una célula endógena que no debe ser atacada.
Enfermedades y trastornos
El funcionamiento regular de las dos funciones básicas de intercambio de sustancias y conducción de señales de una membrana celular constituía el requisito previo para el surgimiento de una vida superior. Los efectos pueden ser igualmente graves si solo se altera una función básica de la membrana celular. Enfermedades autoinmunes, que son provocados por un sistema inmunológico equivocado, pueden estar relacionados causalmente con un mal funcionamiento de las membranas celulares del tejido afectado. En el caso de un defecto en las proteínas de la membrana acopladas, el sistema inmunológico puede clasificar las células no como tejido del propio paciente sino como tejido extraño e iniciar los ataques correspondientes. El síndrome antifosfolípido (SAF), una enfermedad autoinmune, conduce a una composición alterada de las membranas celulares de color rojo. sangre células (eritrocitos) porque el sistema inmunológico conduce a la destrucción de las proteínas de membrana asociadas con los fosfolípidos. Esto promueve fuertemente la coagulación, lo que lleva a una mayor incidencia de trombosis, golpe, infarto de miocardio y pulmonar embolia. La comunicación intercelular deteriorada también puede Lead a graves consecuencias. Por ejemplo, si hay proteínas transmembrana, transmitir un "comando de muerte" a los vecinos células cancerosas las células, que desencadenan su muerte celular espontánea (apoptosis), no son absorbidas por la célula cancerosa debido a una interrupción en el mecanismo de comunicación, esto significa que las células tumorales pueden desarrollarse sin obstáculos. Depósitos de amiloide en el cerebro de Alzheimer lo más probable es que los pacientes sean causados por una determinada proteína de membrana que es degradada por la enzima beta-secretasa y, por lo tanto, se vuelve fisiológicamente ineficaz. Esto significa que la enfermedad es causada por un mal funcionamiento de la membrana celular.
