Biologiske principper

Plasmamembraner fungerer ikke kun som en barriere, men også som en portvagt. Den skal tillade, at nødvendige stoffer kan komme ind, og at celleprodukter kan forlade cellen, samtidig med at den forhindrer indgang af skadeligt materiale og udgang af vigtigt materiale. Med andre ord er plasmamembraner selektivt permeable – de lader nogle stoffer passere, men ikke andre. Hvis membranen mister denne selektivitet, vil cellen ikke længere være i stand til at opretholde homøostase eller opretholde sig selv, og den vil blive ødelagt. Nogle celler har brug for større mængder af bestemte stoffer end andre celler; de må have en måde at skaffe sig disse materialer fra de ekstracellulære væsker.

Dette kan ske passivt, idet visse materialer bevæger sig frem og tilbage, eller cellen kan have særlige mekanismer, der sikrer transporten. De fleste celler bruger det meste af deres energi, i form af adenosintrifosfat (ATP), på at skabe og opretholde en ujævn fordeling af ioner på de modsatte sider af deres membraner. Plasmamembranens struktur bidrager til disse funktioner.

Plasmamembraner er asymmetriske, hvilket betyder, at på trods af det spejlbillede, der dannes af fosfolipiderne, er membranens indre ikke identisk med membranens ydre. Integrale proteiner, der fungerer som kanaler eller pumper, arbejder i den ene retning. Kulhydrater, der er knyttet til lipider eller proteiner, findes også på den ydre overflade af plasmamembranen.

Disse kulhydratkomplekser hjælper cellen med at binde stoffer i den ekstracellulære væske, som cellen har brug for. Dette bidrager i høj grad til plasmamembranernes selektive karakter.

Husk, at plasmamembraner har hydrofile og hydrofobiske områder. Denne egenskab fremmer bevægelsen af visse materialer gennem membranen og hindrer bevægelsen af andre. Lipidopløseligt materiale kan let glide gennem membranens hydrofobiske lipidkerne. Stoffer som f.eks. de fedtopløselige vitaminer A, D, E og K passerer let gennem plasmamembranerne i fordøjelseskanalen og andre væv. Fedtopløselige lægemidler kommer også let ind i cellerne og transporteres let ind i kroppens væv og organer. Molekyler af ilt og kuldioxid har ingen ladning og passerer igennem ved simpel diffusion.

Polære stoffer, med undtagelse af vand, udgør et problem for membranen. Mens nogle polære molekyler let forbinder sig med ydersiden af en celle, kan de ikke uden videre passere gennem plasmamembranens lipidkerne. Desuden kan små ioner let glide gennem mellemrummene i membranens mosaik, men deres ladning forhindrer dem i at gøre det. Ioner som natrium, kalium, calcium og klorid må have et særligt middel til at trænge igennem plasmamembraner. Enkle sukkerstoffer og aminosyrer har også brug for hjælp til transport gennem plasmamembraner.