Клеточная мембрана: ее строение и функции

Что такое клеточная мембрана

Если провести аналогию с куриным яйцом (разбив скорлупу, аккуратно отделить от нее тонкую полупрозрачную пленочку), то визуально можно представить, что скорлупа — это плотная клеточная оболочка, а пленка — мембрана. Эта картинка очень наглядно позволяет увидеть, каким образом под клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, располагается плазмалемма. Конечно, это представление будет условным, но, действительно, мембрана в переводе с латинского языка означает «кожа». Хотя этот термин достаточно давний, он точно передает сущность мембранной структуры .

Цитолемма (еще одно ее название) животной клетки плотной оболочкой не защищена, однако имеет особый слой, состоящий из белков и жиров, соединенных с сахарами (гликопротеинов и гликолипидов). Называют его гликокаликс, и роль, которую он несет (рецепторная, сигнальная), очень важна для жизнедеятельности.

Строение

Строение структуры уникально, и именно за счет него функции клеточной мембраны выполняются точно и избирательно.

В структуру плазмалеммы входят молекулы:

• фосфолипидов;
• гликолипидов;
• холестерола;
• белков.

Однако не только такой щедрый химический состав делает цитоплазматическую мембрану особой структурой, все свои функции она выполняет благодаря строгой организации молекул.

Строение плазмалеммы физиологически идеально — двойной слой молекул жиров (липидов), полярно организованных, не дают «своим» выходить за пределы клетки, а «чужим» — проникать внутрь.

Организация плазмалеммы:

• мембрана состоит из липидов молекулы, которые имеют особое строение;
• каждый липид имеет два конца — гидрофильная («любящая» воду) головка и гидрофобный («боящийся» воды) хвост;
• липиды выстроены таким образом, чтобы головки были снаружи, а гидрофобные хвосты внутри;
• поверхность мембраны гидрофильна (пропускает воду и, соответственно, растворы), а вот внутренняя часть, состоящая из гидрофобных окончаний, воду отталкивает;
• в основном молекулы липидов содержат остатки фосфорной кислоты (это фосфолипиды), некоторые связаны с углеводами (гликолипиды) и холестеролом;
• холестерол придает мембране упругость и жесткость;
• благодаря электростатическим свойствам липиды притягивают молекулы белков, которые также входят в структуру цитолеммы.

Именно белковые молекулы (гранулы) заслуживают отдельного внимания ученых. Из-за своего различного положения и ориентации в полужидкой липидной среде они выполняют самые различные и очень важные функции.

Внутри и на поверхности цитолеммы встречаются следующие виды белков:

1. Периферические. Эти молекулы расположены на поверхности и в основном выполняют защитную и стабилизирующую функции. Так, они выстраивают ферменты в конвейерные цепи и не позволяют ферментам просто перемещаться вдоль бислоя.
2. Погруженные внутрь (полуинтегральные). Основная их функция — ферментативная, также они могут участвовать в транспорте веществ. Изучена и еще одна интересная роль этих белков — как переносчиков. Они легко соединяются с транспортируемыми молекулами и проводят их внутрь клетки.
3. Пронизывающие (интегральные). Они располагаются таким образом, что проходят насквозь, через билипидный слой. Если несколько таких белков сливаются, то образуется канал (пора), через которую могут проходить определенные вещества, связываясь с белковыми молекулами.

Таким образом, все элементы мембранного бислоя несут строго ограниченные своей ролью и строением функции. Благодаря такой организации система работает слаженно и точно.

Отмечено, что плазмалеммы даже внутри одной клетки неоднородны. В них различается не только соотношение химических составных (белков, липидов, углеводов), но и вязкость внутреннего содержимого, ферментативная активность, плотность наружного слоя, толщина.

Месторасположение в клетке

Мембранные структуры буквально пронизывают клеточное содержимое. Они ограничивают все органоиды (за редким исключением, например рибосомы), выстилают их изнутри, являются оболочками ядер.

Самая массивная по содержанию плазмалеммы структура — эндоплазматическая сеть (ЭПР). Если сложить все мембраны, ее составляющие, то получится площадь более половины общей — на все клеточное пространство. По морфологии оболочка ЭПР сходна с внешней ядерной. Они составляют с ней единую систему и обеспечивают активный взаимный перенос элементов.

Комплекс Гольджи — еще один органоид, полностью выполненный из мембранных мешочков (цистерн). Также цитолеммы имеют митохондрии и пластиды.

Плазматическая мембрана — это часть плазмалеммы, находящаяся на границе клеточного содержимого. Она ограничивает протопласт от внешней среды, окружает клетку, защищая его от наружного воздействия.

Свойства и функции клеточной мембраны

Теперь давайте разберем, какие функции выполняет клеточная мембрана:

Барьерная функция клеточной мембраны – мембрана как самый настоящий пограничник, стоит на страже границ клетки, задерживая, не пропуская вредные или попросту неподходящие молекулы

Транспортная функция клеточной мембраны – мембрана является не только пограничником у ворот клетки, но и своеобразным таможенным пропускным пунктом, через нее постоянно проходит обмен полезными веществами с другими клетками и окружающей средой.

Матричная функция – именно клеточная мембрана определяет расположение органоидов клетки относительно друг друга, регулирует взаимодействие между ними.

Механическая функция – отвечает за ограничение одной клетки от другой и параллельно за правильно соединение клеток друг с другом, за формирование их в однородную ткань.

Защитная функция клеточной мембраны является основой для построения защитного щита клетки. В природе примером этой функции может быть твердая древесина, плотная кожура, защитный панцирь у черепахи, все это благодаря защитной функции мембраны.

Энергетическая функция – фотосинтез и клеточное дыхание были бы невозможны без участия белка, содержащегося в клеточной мембране. Именно через белковые каналы происходит важный клеточный энергообмен, в этом заключаются самые главные функции белка в клеточной мембране.

Рецепторная функция – и опять возвращаемся к белкам мембраны, помимо собственно энергообмена они обладают еще одной очень важной функцией – они служат рецепторами клеточной мембраны, благодаря которым клетка получает сигнал от гормонов и нейромедиаторов. Все это необходимо для нормального течения гормональных процессов и проведения нервного импульса

Ферментативная функция – еще одна важная функция, осуществляемая некоторыми белками клетки. Например, благодаря этой функции в эпителии кишечника происходит синтез пищеварительных ферментов.

Также помимо всего этого через клеточную мембрану осуществляется клеточный обмен, который может проходить тремя разными реакциями:

• Фагоцитоз – это клеточный обмен, при котором встроенные в мембрану клетки-фагоциты захватывают и переваривают различные питательные вещества.
• Пиноцитоз – представляет собой процесс захвата мембраной клетки, соприкасающиеся с ней молекулы жидкости. Для этого на поверхности мембраны образуются специальные усики, которые как будто окружают каплю жидкости, образуя пузырек, которые впоследствии «проглатывается» мембраной.
• Экзоцитоз – представляет собой обратный процесс, когда клетка через мембрану выделяет секреторную функциональную жидкость на поверхность.

Функции фосфолипидов

Фосфорсодержащие жиры принадлежат к незаменимым для человека соединениям. Организм не способен вырабатывать эти вещества самостоятельно, но, меж тем, функционировать без них также не сможет.

Фосфолипиды необходимы человеку, поскольку:

• обеспечивают мембранам гибкость;
• восстанавливают поврежденные стенки клеток;
• играют роль клеточных барьеров;
• растворяют «плохой» холестерин;
• служат профилактикой сердечно-сосудистых заболеваний (особенно атеросклероза);
• способствуют правильному сворачиванию крови;
• поддерживают здоровье нервной системы;
• обеспечивают передачу сигналов от нервных клеток к головному мозгу и обратно;
• благотворно влияют на работу органов пищеварения;
• очищают печень от токсинов;
• оздоровляют кожу;
• повышают чувствительность к инсулину;
• полезны для адекватного функционирования печени;
• улучшают циркуляцию крови по мышечным тканям;
• образовывают кластеры, которые транспортируют витамины, питательные вещества, жиросодержащие молекулы по телу;
• повышают работоспособность.

Польза для нервной системы

Человеческий мозг почти на 30 процентов состоит из фосфолипидов. Это же вещество входит в состав миелиновой субстанции, покрывающей нервные отростки и отвечающей за передачу импульсов. А фосфатидилхолин в комбинации с витамином В5 образует один из важнейших нейромедиаторов, необходимых для передачи сигналов центральной нервной системы. Недостаток вещества ведет к ухудшению памяти, разрушению клеток головного мозга, болезни Альцгеймера, раздражительности, истеричности. Дефицит фосфолипидов в детском организме также губительно влияет на работу нервной системы и мозга, вызывает задержки в развитии.

В связи с этим фосфолипидные препараты применяют, когда надо улучшить мозговую активность или функционирование периферической нервной системы.

Польза для печени

Эссенциале – один из наиболее известных и эффективных медпрепаратов для лечения печени. Эссенциальные фосфолипиды, входящие в состав лекарства, обладают гепатопротекторными свойствами. На печеночную ткань воздействуют по принципу пазлов: молекулы фосфолипидов встраиваются в места «пробелов» с поврежденными участками мембраны. Возобновление структуры клеток активизирует работу печени, в первую очередь в плане дезинтоксикации.

Влияние на обменные процессы

Липиды в человеческом организме образовываются несколькими способами. Но их чрезмерное накопление, в частности в печени, может стать причиной жирового перерождения органа. И за то, чтобы этого не произошло, отвечает фосфатидилхолин. Этот вид фосфолипидов ответственный за переработку и разжижение жировых молекул (облегчает транспортировку и выведение лишнего из печени и других органов).

К слову сказать, нарушение липидного обмена может послужить причиной дерматологических заболеваний (экзема, псориаз, атопический дерматит). Фосфолипиды предотвращают эти неприятности.

Другие функции мембраны

По­ми­мо пе­ре­чис­лен­ных выше мем­бра­на вы­пол­ня­ет также ме­та­бо­ли­че­скую и энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щую функ­цию.

Ме­та­бо­ли­че­ская функ­ция

Био­ло­ги­че­ские мем­бра­ны прямо или кос­вен­но участ­ву­ют в про­цес­сах ме­та­бо­ли­че­ских пре­вра­ще­ний ве­ществ в клет­ке, по­сколь­ку боль­шин­ство фер­мен­тов свя­за­ны с мем­бра­на­ми.

Ли­пид­ное окру­же­ние фер­мен­тов в мем­бране со­зда­ет опре­де­лен­ные усло­вия для их функ­ци­о­ни­ро­ва­ния, на­кла­ды­ва­ет огра­ни­че­ния на ак­тив­ность мем­бран­ных бел­ков и таким об­ра­зом ока­зы­ва­ет ре­гу­ля­тор­ное дей­ствие на про­цес­сы ме­та­бо­лиз­ма.

Энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щая функ­ция

Важ­ней­шей функ­ци­ей мно­гих био­мем­бран слу­жит пре­вра­ще­ние одной формы энер­гии в дру­гую.

К энер­го­пре­об­ра­зу­ю­щим мем­бра­нам от­но­сят­ся внут­рен­ние мем­бра­ны ми­то­хон­дрий, ти­ла­ко­и­ды хло­ро­пла­стов (см. Рис. 12).

Рис. 12. Ми­то­хон­дрия и хло­ро­пласт

 источник конспекта -http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/stroenie-kletki-kletochnaya-membrana?seconds=0&chapter_id=98

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=b20prXGMWTI

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=92P9KPolJNU

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=eEVlPQLIs0U

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=eaWiCILxsVM

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=tSvhkZOuTrA

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=tlNX1zWiC40

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=w04rilTkJfg

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=r6e62gWd1wo

источник видео — https://www.youtube.com/watch?v=XISKZxKS3r0

источник презентации — http://www.myshared.ru/slide/download/

Виды

Описание внутреннего содержимого эукариотической клетки чаще начинают с ядра. Однако одномембранные компоненты не менее важны.

Аппарат Гольджи

Определение

Аппарат Гольджи — взамосвязанные мембранные цистерны уплощенной формы, за которыми закреплены задачи по гликозированию белков, необходимых для построения мембраны либо прочих нужд организма.

Гликозировние — сортировка и модификация существующих белков.

Комплекс Гольджи представляет собой стопку дискообразных мембранных мешочков (цистерн), несколько расширенных ближе к краям, и связанную с ними систему пузырьков Гольджи. В растительных клетках обнаруживается ряд отдельных стопок (диктиосомы), в животных клетках часто содержится одна большая или несколько соединённых трубками стопок.

Вакуоли

Растительные клетки богаты вакуолями больше, чем животные. В них часто имеется одна большая вакуоль, содержимое которой называют клеточным соком, а для мембраны введен специальный термин — тонопласт. По своему объему она может занимать до 90% пространства клетки.

Вакуоли в животных клетках не занимают более 5% общего объема, а присутствуют иногда вовсе временно.

Содержимое вакуолей всегда имеет конкретный состав. Благодаря своему наполнению, в том числе водой, они поддерживают постоянным тургор клетки, а также обеспечивают ее питательными веществами, микроэлементами.

Существуют следующие разновидности:

• пищеварительные;
• автофагические;
• сократительные.

Благодаря своему химическому содержимому, пищеварительные могут разрушать молекулы органических веществ, а сократительные — выводить наружу клетки ненужные продукты распада.

Лизосомы

Определение

Лизосома — внутриклеточный элемент, имеющий форму пузырька, внутри которого содержатся гидролитические ферменты.

Лизосомы способны к расщеплению белков, жиров, углеводов, как простых, так и сложных. Их особенностью является высокий показатель кислотности внутреннего содержимого. Это обеспечивается ферментом АТФ-синтетазой.

Биология разделяет лизосомы на:

1. Первичные — их можно назвать производными комплекса Гольджи (они образовались путем отпочкования от этой структурной единицы).
2. Вторичные, имеющие в своей основе первичные, соединились с вакуолями.

Эндоплазматическая сеть

Определение

Эндоплазматический ретикулум (эндоплазматическая сеть) — система мембран, которая образовалась из цистерн, изолированных от гиалоплазмы.

Существуют деление ЭПС на два вида:

1. Гладкая — место расположения ферментов, занимающихся синтезом белков.
2. Шероховатая — служит местом деятельности рибосом. Для них определена наружная часть, контактирующая с цитоплазмой. Рибосомы синтезируют белки, которые либо остаются в ретикулуме либо используются в построении мембраны.

Выполнять свои функции одномембранные элементы могут благодаря особенностям своего строения.

Строение и функции цитоплазмы. Немембранные органеллы цитоплазмы, их строение и функции.

Цитоплазма, отделенная от окружающей
среды плазмолеммой, включает в себя
основное вещество (матрикс
и гиалоплазма), находящиеся в ней
обязательные клеточ­ные компоненты
– органеллы, а также различные непостоянные
структу­ры – включения.

В электронном микроскопе
матрикс цитоплазмы имеет вид гомогенногоили тонкозернистого вещества
с низкой электронной плотностью. Основное
вещество цитоплазмы заполняет
пространство между плазмалеммой, ядерной
оболочкой и другими внутриклеточными
структурами. Гиалоплазмаявляется
сложной коллоидной системой, включающей
в себя различные биополимеры. Основное
вещество цитоплазмы образует истинную
внутреннюю среду клетки, которая
объединяет все внутриклеточные структуры
и обеспечивает взаимодействие их
друг с другом. В электронном
микроскопе матрикс цитоплазмы имеет
вид гомогенногоили
тонкозернистого вещества с низкой
электронной плотностью. Включает
микротрабекулярную сеть, образованную
тонкими фибриллами толщиной 2-3
нм и пронизывающей всю
цитоплазму. Основное вещество цитоплазмы
следует рассматри­вать так же, как
сложную коллоидную систему, способную
переходить из жидкого состояния в
гелеобразное.

Функции: — объединяет все
клеточные структуры и обеспечивает их
взаимодействие друг с другом. – является
вместилищем для ферментов и АТФ. –
откладываются запасные продукты. –
происходят различные реакции (синтез
белка). – постоянство среды. – является
каркасом.

Включениями называют непостоянные
ком­поненты цитоплазмы, которые служат
запасными питательными ве­ществами,
продуктами, подлежащими выведению из
клетки, балластными веществами.

Органеллы — это постоянные структуры
цитоплазмы, выполняю­щие в клетке
жизненно важные функции.

Немембранные органеллы:

1) Рибосомы
— мелкие тельца грибовидной
формы, в которых идет синтез белка. Они
состоят из рибосомальной РНК и белка,
образующего большую и малую субъединицы.

2) Цитоскелет
— опорно-двигательная
система клетки, включающая не­мембранные
образования, выполняющие как каркас­ную,
так и двигательную функции в клетке.
Эти нитчатые или фибрилляр­ные могут
быстро возникать и так же быстро исчезать.
К этой системе отно­сятся фибриллярные
структуры(5-7нм) и микротрубочки (состоят
из 13 субъединиц).

3) Клеточный центр состоит из центриолей
(длинна 150нм, диаметр 300-500 нм), окруженных
центросферами.

Центриоли состоят из 9 триплетов
микротрубочек. Функции: — образование
нитей митотического веретена деления.
– Обеспечение расхождения сестринских
хроматид в анафазе митоза.

4) Реснички (Ресничка представляет собой
тонкий цилиндрический вырост цитоплаз­мы
с постоянным диаметром 300 нм. Этот вырост
от основания до самой его верхушки
покрыт плазматической мембраной) и
жгутики ( длинна 150 мкм) — это специальные
органеллы движения, встречающиеся в
некоторых клетках различных организмов.

Достоинства и недостатки

Плюсы

•  Из этой ткани получаются качественные демисезонные и зимние вещи, так как мембрана отлично защищает человека от непогоды в виде снега, дождя, ветра.
•  Ткань легкая и очень прочная.
•  Пятна сухой грязи легко удаляются тряпкой или щеткой.
•  Защита тела от перегрева и переохлаждения.
•  Вещи из мембраны привлекательны.
•  Благодаря защитным пропиткам и составу одежда обладает грязеотталкивающими свойствами.

Недостатки

•  Достаточно высокая цена.
•  Привередливость в уходе.
•  Необходимость надевать под одежду с мембраной термобелье со схожими характеристиками-, например флис.
•  К сожалению поры со временем теряют форму, снижая водооталкивающие свойства мембранной ткани.
•  Категорически запрещена химическая чистка.
•  Подвергать вещи машинной стирке разрешено лишь небольшому количеству видов мембран.

Функции

• Барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой. Например, мембрана пероксисом защищает цитоплазму от опасных для клетки пероксидов. Избирательная проницаемость означает, что проницаемость мембраны для различных атомов или молекул зависит от их размеров, электрического заряда и химических свойств. Избирательная проницаемость обеспечивает отделение клетки и клеточных компартментов от окружающей среды и снабжение их необходимыми веществами.
• Транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки. Транспорт через мембраны обеспечивает: доставку питательных веществ, удаление конечных продуктов обмена, секрецию различных веществ, создание ионных градиентов, поддержание в клетке оптимального pH и концентрации ионов, которые нужны для работы клеточных ферментов.Частицы, по какой-либо причине неспособные пересечь фосфолипидный бислой (например, из-за гидрофильных свойств, так как мембрана внутри гидрофобна и не пропускает гидрофильные вещества, или из-за крупных размеров), но необходимые для клетки, могут проникнуть сквозь мембрану через специальные белки-переносчики (транспортёры) и белки-каналы или путём эндоцитоза.При пассивном транспорте вещества пересекают липидный бислой без затрат энергии по градиенту концентрации (градиент концентрации указывает направление увеличения концентрации) путём диффузии. Вариантом этого механизма является облегчённая диффузия, при которой веществу помогает пройти через мембрану какая-либо специфическая молекула. У этой молекулы может быть канал, пропускающий вещества только одного типа.Активный транспорт требует затрат энергии, так как происходит против градиента концентрации. На мембране существуют специальные белки-насосы, в том числе АТФаза, которая активно вкачивает в клетку ионы калия (K+) и выкачивает из неё ионы натрия (Na+).
• Матричная — обеспечивает определённое взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
• Механическая — обеспечивает автономность клетки, её внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях). Большую роль в обеспечении механической функции имеют клеточные стенки, а у животных — межклеточное вещество.

Ультраструктура хлоропласта: 1. наружная мембрана 2. межмембранное пространство 3. внутренняя мембрана (1+2+3: оболочка) 4. строма (жидкость) 5. тилакоид с просветом (люменом) внутри 6. мембрана тилакоида 7. грана (стопка тилакоидов) 8. тилакоид (ламела) 9. зерно крахмала 10. рибосома 11. пластидная ДНК 12. пластоглобула (капля жира)

Энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки.
Рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы).Например, гормоны, циркулирующие в крови, действуют только на такие клетки-мишени, у которых есть соответствующие этим гормонам рецепторы. Нейромедиаторы (химические вещества, обеспечивающие проведение нервных импульсов) тоже связываются с особыми рецепторными белками клеток-мишеней.
Ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами

Например, плазматические мембраны эпителиальных клеток кишечника содержат пищеварительные ферменты.
Осуществление генерации и проведения биопотенциалов.С помощью мембраны в клетке поддерживается постоянная концентрация ионов: концентрация иона К+ внутри клетки значительно выше, чем снаружи, а концентрация Na+ значительно ниже, что очень важно, так как это обеспечивает поддержание разности потенциалов на мембране и генерацию нервного импульса.
Маркировка клетки — на мембране есть антигены, действующие как маркеры — «ярлыки», позволяющие опознать клетку. Это гликопротеины (то есть белки с присоединёнными к ним разветвлёнными олигосахаридными боковыми цепями), играющие роль «антенн»

Из-за бесчисленного множества конфигурации боковых цепей возможно сделать для каждого типа клеток свой особый маркер. С помощью маркеров клетки могут распознавать другие клетки и действовать согласованно с ними, например, при формировании органов и тканей. Это же позволяет иммунной системе распознавать чужеродные антигены.

Строение животной клетки

Сложноорганизованный животный организм состоит из большого количества тканей. Форма и назначение клетки зависит от вида ткани, в состав которой она входит. Несмотря на их разнообразие, можно обозначить общие свойства в клеточном строении:

• мембрана состоит из двух слоёв, которые отделяют содержимое от внешней среды. По своей структуре она эластична, поэтому клетки могут иметь разнообразную форму;
• цитоплазма находится внутри клеточной мембраны. Это вязкая жидкость, которая постоянно двигается;

За счёт движения цитоплазмы внутри клетки протекают различные химические процессы и обмен веществ.

• ядро – имеет большие размеры, по сравнению с растениями. Располагается в центре, внутри него находится ядерный сок, ядрышко и хромосомы;
• митохондрии состоят из множества складок – крист;
• эндоплазматическая сеть имеет множество каналов, по ним питательные вещества поступают в аппарат Гольджи;
• комплекс трубочек, именуемый аппаратом Гольджи, накапливает питательные вещества;
• лизосомы регулируют количество углеродов и других питательных веществ;
• рибосомы расположены вокруг эндоплазматической сети. Их наличие делает сеть шероховатой, гладкая поверхность ЭПС свидетельствует об отсутствии рибосом;
• центриоли – особые микротрубочки, которые отсутствуют у растений.

Рис. 1. Строение животной клетки.

Учёные открыли наличие центриолей недавно. Так как увидеть и изучить их можно только с помощью электронного микроскопа.

Правила выбора

Первостепенно важно определить как будет эксплуатироваться одежда-для спорта, рыбалки, какие погодные условия ожидаются. Определив эти немаловажные моменты вы сможете подобрать подходящие вещи из мембраны, ориентируясь на уровни водопроницаемости

 Мембранная одежда с уровнем влагостойкости до 1000 мм даст защиту от мелкой грязи и защитит от капель мелкого дождя.

 От 3000 до 5000 мм. Такая мембранная ткань удобна для умеренных физических нагрузок, защитит от грязи, не пропустит внутрь дождевую влагу и грязь.

 От 5000 до 10000 мм. Подойдет для пеших прогулок по горной местности, пробежек и пеших прогулок. Очень мало пропускает влагу.

 Свыше 10000 мм. Водопроницаемость отсутствует полностью. Подходит для сильных физических нагрузок. Полная защита от грязи и влаги. Отличный вариант для детей.

Жидкостно-мозаичная модель строения

Многие ученые пытались высказывать предположения о том, каким образом располагаются липиды и белки в мембране. Однако только в 1972 г. учеными Сингером и Николсоном была предложена актуальная и сегодня модель, отражающая строение плазматической мембраны. Она названа жидкостно-мозаичной, и суть ее состоит в следующем: различные типы липидов располагаются в два слоя, ориентируясь гидрофобными концами молекул внутрь, а гидрофильными наружу. При этом вся структура, подобно мозаике, пронизана неодинаковыми типами белковых молекул, а также небольшим количеством гексоз (углеводов).

Вся предполагаемая система находится в постоянной динамике. Белки способны не просто пронизывать билипидный слой насквозь, но и ориентироваться у одной из его сторон, встраиваясь внутрь. Или вообще свободно «гулять» по мембране, меняя местоположение.

Доказательствами в защиту и оправданность этой теории служат данные микроскопического анализа. На черно-белых фотографиях явно видны слои мембраны, верхний и нижний одинаково темные, а средний более светлый. Также проводился ряд опытов, доказывающих, что слои основаны именно липидами и белками.

Что такое клеточная мембрана

Поддержание жизнедеятельности клетки и контроль за ее целостностью осуществляет защитная пленка. Изучение мембран, их функционирования необходим для понимания причин возникновения заболеваний и способах лечения. Глубокое изучение клеточных мембран позволит создавать лекарства, снизить смертность и отыскать механизмы борьбы с болезнями внутри организма человека.

Каждая клетка в организме находится в специальной защитной пленке, которая и называется клеточной мембраной. Она выполняет много функций, благодаря которым поддерживается процесс жизнедеятельности клетки.

Что такое клеточная мембрана

Клеточная мембрана — это биологическая мембрана, которая отделяет внутреннюю часть клетки от внешней среды. Клеточная мембрана также называется плазматическая мембрана а также цитоплазматическая мембрана, Он избирательно проницаем для таких веществ, как ионы и органические молекулы. Клеточная мембрана поддерживает постоянную среду внутри протоплазмы, контролируя проникновение веществ внутрь и наружу клетки. Это также защищает клетку от окружающей среды.

Структура клеточной мембраны

Структура мембраны описывается моделью жидкостной мозаики. Клеточная мембрана состоит из липидного бислоя со встроенными в него белками. Липидный бислой рассматривается как двумерная жидкость, в которой молекулы липида и белка более или менее легко диффундируют в нем. Образуется при самосборке липидных молекул. Эти липиды являются амфипатическими фосфолипидами. Их гидрофобные «хвостовые» области скрыты от окружающей воды или гидрофильной среды двухслойной структурой. Таким образом, гидрофильные головки взаимодействуют с внутриклеточными / цитозольными или внеклеточными лицами. Благодаря этому образуется непрерывный сферический липидный бислой. Следовательно, гидрофобные взаимодействия рассматриваются как основные движущие силы для образования липидного бислоя.

Структура липидного бислоя предотвращает проникновение полярных растворенных веществ в клетку. Но пассивная диффузия неполярных молекул разрешена. Следовательно, трансмембранные белки функционируют либо как поры, каналы или ворота для диффузии полярных растворенных веществ. Фосфатидилсерин концентрируется на мембране, чтобы создать дополнительный барьер для заряженных молекул.

Мембранные структуры, такие как подосома, кавеола, очаговая адгезия, инвадоподиум и различные типы клеточных соединений, присутствуют в мембране. Это называется «supramembrane”Структуры, которые обеспечивают связь, клеточную адгезию, экзоцитоз и эндоцитоз. Под клеточной мембраной цитоскелет находится в цитоплазме. Цитоскелет обеспечивает леса для закрепления мембранных белков. Подробная схема клеточной мембраны показана на Рисунок 1. 

Рисунок 1: Подробная схема клеточной мембраны

Состав клеточной мембраны

Клеточная мембрана в основном состоит из липидов и белков. В клеточной мембране можно найти три класса амфипатических липидов: фосфолипиды, гликолипиды и стеролы. Фосфолипиды являются наиболее распространенным типом липидов среди них. Холестерин обнаружен диспергированным по всей мембране в клетках животных.

Липосомы найдены ли липидные везикулы в клеточной мембране; они заключены в круглые карманы липидным бислоем. Углеводы можно найти в виде гликопротеинов и гликолипидов. 50% клеточной мембраны состоит из белков. Белки могут быть обнаружены в мембране трех типов: цельные или трансмембранные белки, закрепленные на липидах белки и периферические белки.

Функция клеточной мембраны

Клеточная мембрана физически отделяет цитоплазму от ее внеклеточной среды. Он также закрепляет цитоскелет, обеспечивая форму клетки. С другой стороны, клеточная мембрана прикрепляется к другим клеткам ткани, обеспечивая механическую поддержку клетки.

Клеточная мембрана избирательно проницаема, регулируя постоянную внутреннюю среду для функционирования клетки. Движение через клеточную мембрану может происходить как при пассивной, так и при активной диффузии. Четыре клеточных механизма могут быть идентифицированы в клеточной мембране. Небольшие молекулы, такие как углекислый газ, кислород и ионы, перемещаются через мембрану путем пассивного осмоса и диффузии. Питательные вещества, такие как сахар, аминокислоты и метаболиты, перемещаются пассивно через трансмембранные белковые каналы. Аквапорины являются своего рода белковыми каналами, которые транспортируют воду путем облегченной диффузии. Поглощение молекул в клетку путем их поглощения называется эндоцитозом. Твердые частицы поглощаются фагоцитозом, а небольшие молекулы и ионы поглощаются пиноцитозом. Некоторые непереваренные остатки удаляются из клетки путем инвагинации и образования пузырька. Этот процесс называется экзоцитозом.