Свойства и функции биомембраны

 Свойства:

· Замкнутость - Мембраны всегда образуют замкнутые пространства. Плазматическая мембрана является внешней границей клетки, а также внутренних клеточных компартментов.

· Асимметричность - Внешняя и внутренняя поверхности мембраны различаются по составу липидов, белков и наличием гликокаликса на внешней поверхности мембраны.

· Текучесть - Липиды, белки и другие составляющие плазматической мембраны движутся в пределах слоя. Переходы между слоями называются flip-flop, происходят реже, чем в пределах слоя, что обеспечивает наличие свойства асимметричности.

Функции:

· Барьерная функция -мембрана участвует в создании концентрационных гра­диентов, препятствуя свободной диффузии.

· Контроль транспорта веществ

· Рецепция сигналов и их передача

· Регуляторная функция  - заключается в регуляции внутриклеточных процессов за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ и запуску механизмов вторичных посредников.

· Рецепторная функция - Преобразование внешних стимуловнеэлектрической природы в электрические сигналы (в рецепторах).

· Пресинаптическая ембрана

· Высвобождение нейромедиаторов в синаптических окончаниях.

· Контактная функция  - клеточной мембраны заключается в организации зон специфического или неспецифического контакта между клетками с образованием тканевой структуры. При этом в области контакта возможен обмен ионами, медиаторами, макромолекулами между клетками, или передача электрических сигналов.

 

Зоны неспецифического контакта представлены - - неизмененные участки прилежащих друг другу клеточных мембран соседних клеток, между которыми находится межклеточная жидкость.

Зоны специфического контакта в возбудимых тканях в основном представлены:

· Щелевые кон­ такты явл областью межклеточного обмена ионами и малыми моле­кулами.

· Плотные контакты.

Щелевые и плот­ные контакты также ответственны за передачу возбуждения между клетка­ми.

· Десмосом ы обеспечивают механическую связь между клетками.

Биомембраны обеспечивают: автономность по отношению к окружающей среде (вещество клетки не должно смешиваться с веществом окружения, должна соблюдаться автономность химических реакций в клетке и ее отдельных частях); связь с окружающей средой (непрерывный, регулируемый обмен веществом и энергией между клеткой и окружающей средой.

Подмембранные и надмембранные структуры

  Подмембранные структуры

Представляет собой специализированную периферическую часть цитоплазмы и занимает пограничное положение между рабочим метаболическим аппаратом клетки и плазматической мембраной. В субмембранной системе поверхностного аппарата можно выделить две части: периферическую гиалоплазму, где сосредоточены ферментативные системы, связанные с процессами трансмембранного транспорта и рецепции, и структурно оформленную опорно-сократимую систему. Опорно-сократимая система состоит из микрофибрилл, микротрубочек и ске­летных фибриллярных структур.  

Структурные белки мембраны связаны со стороны цитоплазмы с примембранными белками, создающими белковые компоненты цитоскелета Структура цитоскелета довольно лабильна, его перестройки происходят постоянно и с большой скоростью. Изменчива и связь цитоскелета с мембранными белками. 

Функции ряда белков установлены. Эти белки позволяют сделать мембраны более устойчивыми без утраты определенной подвижности ее компонентов, необходимой для обеспечения транспортных функций мембран. 

С промежуточными филаментами цитоскелета связана также: наружная ядерная мембрана. Они фиксируют положение ядра в объеме цитоплазмы. Митохондрии перемещаются в клетке также при участии элементов цитоскелета.

К цитоскелету примыкают микротрубочки, образуемые при полимеризации глобулярного белка тубулина. Основная роль микротрубочек заключается в обеспечении примембранного транспорта веществ.

Надмембранные структуры

· Собственно надмембранный комплекс, или гликокаликс. В его состав входят периферические белки мембраны, углеводные части гликолипидов и гликопротеинов. Гликокаликс играет важную роль в рецепторной функци. В состав гликокаликса входят полисахаридные цепочки мембранных интегральных белков – гликопротеидов. Они содержат такие углеводы, как манноза, глюкоза. Углеводные гетерополимеры гликокаликса образуют ветвящиеся цепочки, между которыми располагаются свободные гликолипиды и протеогликаны. Слой гликокаликса имеет желеобразную консистенцию, что значительно снижает диффузию различных веществ из клетки. Здесь же могут накапливаться выделенные клеткой ферменты, участвующие во внеклеточное пищеварении.

· Производные надмембранных структур. К ним относятся специфические химические соединения, не производящиеся самой клеткой. Наиболее изучены они на микроворсинках клеток кишечного эпителия млекопитающих. Здесь ими являются гидролитические ферменты, адсорбирующиеся из полости кишки. Их переход из взвешенного в фиксированное состояние создает базу для качественно иного типа пищеварения.