Mezi vlastnostmi plazmatické membrány je jednou z hlavních její selektivní permeabilita. Díky ní vzniká rozdělení kapalných médií mnohobuněčného organismu na kompartmenty, v každém z nich vzniká vlastní složení elektrolytů a organických látek. Jakákoli organela nebo buňka ohraničená plazmatickou membránou přísně odděluje prostředí těla a reguluje transport látek ve dvou směrech.
Definice a vlastnosti
Selektivní permeabilita je unikátní vlastností fosfolipidové dvojvrstvy membrány s iontovými kanály zabudovanými do její tloušťky. Tato kvalita je charakteristická pro každou buňku, stejně jako pro membránové organely: lysozomy, mitochondrie, jádro, Golgiho komplex, retikulum. Selektivita membrány je založena na její struktuře, která zahrnuje hydrofobní oblasti fosfolipidů.
Po vzděláníformfolipidová dvojvrstva s hydrofobními plochami proti sobě, je propustnost vody plazmalemou omezená. Do buňky i mimo ni se může dostat pouze transmembránovými kanály, jejichž transport probíhá podle zákonů osmózy difúzí. Selektivní permeabilita pro molekuly vody je regulována osmotickým tlakem. V případě zvýšení koncentrace solí uvnitř buňky voda proniká kanálky do cytoplazmy a v případě zvýšení extracelulárního osmotického tlaku spěchá do mezibuněčného prostoru.
Doprava
Buněčná membrána odděluje dva kompartmenty – mezibuněčný prostor s cytoplazmou (neboli dutinu organely a cytoplazmu). A mezi každým oddělením musí probíhat neustálá výměna látek. Plazmalema se vyznačuje aktivním a pasivním transportem.
Active postupuje s náklady na energii a umožňuje vám transportovat látky z oblasti s nižší koncentrací do větší. Pasivní transport je volné pronikání lipofilních látek do buňky přes plazmalemu a také přenos iontů speciálními kanály z oblasti vysoké koncentrace do oblasti s nižším obsahem stejného typu iontů.
Transmembránové receptory
Selektivní propustnost membrány pro ionty je regulována specializovanými iontovými kanály zabudovanými do plazmalemy. Pro každý iont jsou jiné a regulují rychlý aktivní transport nebo pasivní pomalý transport hydratovaných iontů. Iontové kanály pro draslík vždyotevřená a výměna draslíku probíhá v závislosti na membránovém potenciálu.
Sodík se vyznačuje přítomností pomalých i rychlých kanálů. Pomalé fungují na podobném principu jako draslíkové a provoz rychlých kanálů je příkladem aktivního transportu, ke kterému dochází s náklady na energii. Dochází k němu v případě generování akčního potenciálu, kdy je krátkodobou aktivací rychlých kanálů zajištěn intracelulární příliv sodíkových iontů o vysoké intenzitě, po kterém následuje dobití membrány.
Selektivní permeabilita plazmalemy je důležitá pro transport proteinových molekul, aminokyselin, vitamínů a důležitých kofaktorů buněčných enzymových systémů. Tyto molekuly jsou polární a hydrofilní, a proto nejsou schopny proniknout do hydrofobní lipidové dvojvrstvy. Pro jejich transport jsou v tloušťce membrány speciální kanály, které jsou komplexními glykoproteiny.
Transmembránový přenos
Připojení specializovaných ligandů k receptorům aktivuje průchod látky do buňky. Pro každý typ takových molekul je do tloušťky membrány zabudován vlastní specifický nosič. Toto je nejpřísnější a nejspecifičtější způsob organizace selektivní permeability buňky – záruka, že žádná látka nepotřebná v této fázi jejího vývoje nepronikne do cytoplazmy.
Struktura transmembránového specifického nosiče je zakódována v genetickém materiálu jádra. A proces montáže novéhokanál pro transport látek je regulován samotnou buňkou. To znamená, že v každé fázi své diferenciace je schopen zahájit nebo zastavit tok určitých látek do své cytoplazmy v závislosti na vnějších podmínkách.
Intracelulární receptory
Buněčné a membránové organely mají selektivní permeabilitu díky intracelulárním receptorům. Jsou určeny k příjmu signálů z lipofilních látek. Na rozdíl od hydrofobních jsou takové molekuly schopny integrovat se do lipidové dvojvrstvy membrány a dlouho v ní plavat, poté proniknou do cytoplazmy a kontaktují intracelulární nebo jaderný receptor.
Příkladem je pronikání steroidních hormonů. Volně procházejí cytolematem a po kontaktu se specifickým receptorem aktivují nebo potlačují určitý článek v metabolických řetězcích. Možnost volného průchodu lipofilních látek plazmatickou membránou je také příkladem selektivní permeability.
Všechny lipofilní látky, které mohou překonat lipidovou dvojvrstvu a rozpustit se v ní, mají intracelulární receptor. Hydrofilní molekuly odpuzují polarizované oblasti membrány, a proto se musí buď připojit k transmembránovému transportéru, nebo se připojit k molekulám povrchových receptorů membrány, aby přenesly signály nebo vstoupily do buňky.
