A biológia alapjai

A plazmamembránok nemcsak gátként, hanem kapuőrként is működnek. Lehetővé kell tennie a szükséges anyagok bejutását és a sejttermékek távozását a sejtből, ugyanakkor meg kell akadályoznia a káros anyagok bejutását és a létfontosságú anyagok távozását. Más szóval a plazmamembránok szelektíven áteresztőek – egyes anyagokat átengednek, másokat nem. Ha a membrán elveszítené ezt a szelektivitását, a sejt többé nem lenne képes fenntartani a homeosztázist, vagyis fenntartani önmagát, és megsemmisülne. Egyes sejteknek nagyobb mennyiségű specifikus anyagra van szükségük, mint más sejteknek; rendelkezniük kell valamilyen módon, hogy ezeket az anyagokat az extracelluláris folyadékokból megszerezzék.

Ez történhet passzívan, mivel bizonyos anyagok oda-vissza mozognak, vagy a sejtnek lehetnek speciális mechanizmusai, amelyek biztosítják a transzportot. A legtöbb sejt a legtöbb energiát adenozin-trifoszfát (ATP) formájában arra fordítja, hogy létrehozza és fenntartsa az ionok egyenetlen eloszlását a membránok ellentétes oldalain. A plazmamembrán szerkezete hozzájárul ezekhez a funkciókhoz.

A plazmamembránok aszimmetrikusak, ami azt jelenti, hogy a foszfolipidek által alkotott tükörkép ellenére a membrán belseje nem azonos a membrán külsejével. A csatornaként vagy pumpaként működő integrálfehérjék az egyik irányba működnek. A plazmamembrán külső felületén lipidekhez vagy fehérjékhez kötött szénhidrátok is találhatók.

Ezek a szénhidrátkomplexek segítenek a sejtnek az extracelluláris folyadékban lévő olyan anyagok megkötésében, amelyekre a sejtnek szüksége van. Ez jelentősen hozzájárul a plazmamembránok szelektív jellegéhez.

El ne felejtsük el, hogy a plazmamembránok hidrofil és hidrofób régiókkal rendelkeznek. Ez a tulajdonság segíti bizonyos anyagok mozgását a membránon keresztül, másokét pedig akadályozza. A lipidben oldódó anyag könnyen átcsúszik a membrán hidrofób lipidmagján. Az olyan anyagok, mint a zsírban oldódó A-, D-, E- és K-vitaminok könnyen áthaladnak az emésztőrendszer és más szövetek plazmamembránján. A zsírban oldódó gyógyszerek is könnyen bejutnak a sejtekbe, és könnyen eljutnak a szervezet szöveteibe és szerveibe. Az oxigén és a szén-dioxid molekulái nem rendelkeznek töltéssel, és egyszerű diffúzióval jutnak át.

A pólusos anyagok, a víz kivételével, problémát jelentenek a membrán számára. Míg egyes poláris molekulák könnyen kapcsolódnak a sejt külsejéhez, addig a plazmamembrán lipidmagján nem tudnak könnyen áthatolni. Továbbá, míg a kis ionok könnyen átcsúszhatnának a membrán mozaikos résein, töltésük megakadályozza őket ebben. Az olyan ionoknak, mint a nátrium, a kálium, a kalcium és a klorid, különleges módon kell áthatolniuk a plazmamembránon. Az egyszerű cukroknak és aminosavaknak is segítségre van szükségük a plazmamembránokon keresztüli szállításhoz.