Principles of Biology

Plasmembranen fungeren niet alleen als barrière, maar ook als poortwachter. Zij moeten toelaten dat benodigde stoffen de cel binnenkomen en dat celproducten de cel verlaten, terwijl zij voorkomen dat schadelijk materiaal de cel binnenkomt en essentieel materiaal de cel verlaat. Met andere woorden, plasmamembranen zijn selectief permeabel – zij laten sommige stoffen wel door, maar andere niet. Als het membraan deze selectiviteit zou verliezen, zou de cel niet langer in staat zijn de homeostase te handhaven, of zichzelf in stand te houden, en zou hij vernietigd worden. Sommige cellen hebben grotere hoeveelheden van specifieke stoffen nodig dan andere cellen; zij moeten een manier hebben om deze materialen uit de extracellulaire vloeistoffen te verkrijgen.

Dit kan passief gebeuren, doordat bepaalde materialen heen en weer bewegen, of de cel kan speciale mechanismen hebben die voor het transport zorgen. De meeste cellen verbruiken het grootste deel van hun energie, in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP), om een ongelijke verdeling van ionen aan de tegenovergestelde zijden van hun membranen tot stand te brengen en in stand te houden. De structuur van het plasmamembraan draagt bij tot deze functies.

Plasmembranen zijn asymmetrisch, wat betekent dat ondanks het spiegelbeeld dat door de fosfolipiden wordt gevormd, de binnenkant van het membraan niet identiek is aan de buitenkant van het membraan. Integrale proteïnen die als kanalen of pompen fungeren, werken in één richting. Koolhydraten, gebonden aan lipiden of eiwitten, worden ook gevonden aan de buitenkant van het plasmamembraan.

Deze koolhydraatcomplexen helpen de cel om stoffen in de extracellulaire vloeistof te binden die de cel nodig heeft. Dit draagt aanzienlijk bij aan het selectieve karakter van plasmamembranen.

Opgemerkt moet worden dat plasmamembranen hydrofiele en hydrofobe gebieden hebben. Dit kenmerk helpt de beweging van bepaalde materialen door het membraan en belemmert de beweging van andere. In lipiden oplosbaar materiaal kan gemakkelijk door de hydrofobe lipidenkern van het membraan glippen. Stoffen als de in vet oplosbare vitaminen A, D, E en K komen gemakkelijk door de plasmamembranen in het spijsverteringskanaal en andere weefsels. In vet oplosbare geneesmiddelen komen ook gemakkelijk de cellen binnen en worden gemakkelijk naar de weefsels en organen van het lichaam getransporteerd. Moleculen van zuurstof en kooldioxide hebben geen lading en passeren door eenvoudige diffusie.

Polaire stoffen, met uitzondering van water, geven problemen voor het membraan. Terwijl sommige polaire moleculen gemakkelijk verbinding maken met de buitenkant van een cel, kunnen zij niet gemakkelijk door de lipide kern van het plasmamembraan. Bovendien, terwijl kleine ionen gemakkelijk door de ruimten in het mozaïek van het membraan zouden kunnen glippen, verhindert hun lading hen dit te doen. Ionen zoals natrium, kalium, calcium en chloride moeten een speciale manier hebben om door de plasmamembranen te dringen. Eenvoudige suikers en aminozuren hebben ook hulp nodig bij het transport over de plasmamembranen.