เซลล์ใบเบาบับล้อมรอบด้วยเมมเบรน โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ หน้าที่ของเซลล์หรือพลาสมาเมมเบรน

เมมเบรนชีวภาพสากลเกิดจากโมเลกุลฟอสโฟลิปิดสองชั้นที่มีความหนารวม 6 ไมครอน ในกรณีนี้ หางที่ไม่ชอบน้ำของโมเลกุลฟอสโฟลิปิดจะหันเข้าด้านในเข้าหากัน และหัวขั้วที่ชอบน้ำจะหันออกด้านนอกของเมมเบรนไปทางน้ำ ไขมันให้หลักกายภาพ- คุณสมบัติทางเคมีเยื่อหุ้มโดยเฉพาะ ความลื่นไหลที่อุณหภูมิร่างกาย โปรตีนถูกฝังอยู่ในชั้นไขมันสองชั้นนี้

แบ่งออกเป็น อินทิกรัล(ซึมซับไขมัน bilayer ทั้งหมด) กึ่งปริพันธ์(เจาะได้ถึงครึ่งหนึ่งของไขมัน bilayer) หรือพื้นผิว (อยู่ที่พื้นผิวด้านในหรือด้านนอกของ lipid bilayer)

ในเวลาเดียวกัน โมเลกุลโปรตีนจะอยู่ในลิปิดไบเลเยอร์ที่เป็นโมเสก และสามารถ "ว่ายน้ำ" ใน "ทะเลลิพิด" ได้เหมือนกับภูเขาน้ำแข็ง เนื่องจากความลื่นไหลของเยื่อหุ้มเซลล์ ตามหน้าที่ของโปรตีนเหล่านี้สามารถเป็น โครงสร้าง(รักษาโครงสร้างของเมมเบรนไว้) ตัวรับ(เพื่อสร้างตัวรับสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ) ขนส่ง(ดำเนินการขนส่งสารผ่านเมมเบรน) และ เอนไซม์(เร่งปฏิกิริยาเคมีบางอย่าง). ปัจจุบันนี้ได้รับการยอมรับมากที่สุด โมเดลโมเสกของเหลวเมมเบรนชีวภาพเสนอในปี 1972 โดย Singer และ Nikolson

เมมเบรนทำหน้าที่แบ่งเขตในเซลล์ พวกเขาแบ่งเซลล์ออกเป็นส่วน ๆ ส่วนที่กระบวนการและปฏิกิริยาเคมีสามารถดำเนินการได้อย่างอิสระ ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ไฮโดรไลติกเชิงรุกของไลโซโซม ซึ่งสามารถทำลายโมเลกุลอินทรีย์ส่วนใหญ่ได้ จะถูกแยกออกจากส่วนที่เหลือของไซโตพลาสซึมด้วยเมมเบรน ในกรณีของการทำลาย การย่อยตัวเองและการตายของเซลล์จะเกิดขึ้น

มีแผนโครงสร้างร่วมกัน เยื่อหุ้มเซลล์ทางชีวภาพที่แตกต่างกันในองค์ประกอบทางเคมี การจัดระเบียบ และคุณสมบัติ ขึ้นอยู่กับหน้าที่ของโครงสร้างที่ก่อตัว

พลาสมาเมมเบรน โครงสร้าง หน้าที่

ไซโตเลมมาเป็นเยื่อหุ้มชีวภาพที่ล้อมรอบด้านนอกของเซลล์ นี่คือเยื่อหุ้มเซลล์ที่หนาที่สุด (10 นาโนเมตร) และมีการจัดเรียงอย่างซับซ้อน มันขึ้นอยู่กับเมมเบรนชีวภาพสากลที่ครอบคลุมด้านนอก glycocalyxและจากภายใน จากด้านข้างของไซโตพลาสซึม ชั้นเมมเบรน(รูปที่ 2-1B) Glycocalyx(หนา 3-4 นาโนเมตร) แสดงโดยส่วนคาร์โบไฮเดรตชั้นนอกของโปรตีนเชิงซ้อน - ไกลโคโปรตีนและไกลโคลิปิดที่ประกอบเป็นเมมเบรน กลุ่มคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้มีบทบาทเป็นตัวรับที่ทำให้มั่นใจว่าเซลล์จะรับรู้เซลล์ข้างเคียงและสารระหว่างเซลล์และโต้ตอบกับพวกมัน ชั้นนี้ยังรวมถึงพื้นผิวและโปรตีนกึ่งอินทิกรัล ซึ่งไซต์ที่ทำงานอยู่ในโซนซูปราเมมเบรน (เช่น อิมมูโนโกลบูลิน) glycocalyx ประกอบด้วยตัวรับ histocompatibility ตัวรับฮอร์โมนและสารสื่อประสาทหลายชนิด

ซับเมมเบรน ชั้นคอร์เทกซ์เกิดจากไมโครทูบูล ไมโครไฟบริล และไมโครฟิลาเมนต์หดตัว ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงร่างโครงร่างเซลล์ ชั้นของเยื่อหุ้มเซลล์ใต้ผิวหนังจะรักษารูปร่างของเซลล์ สร้างความยืดหยุ่น และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในผิวเซลล์ ด้วยเหตุนี้ เซลล์จึงมีส่วนร่วมในเอ็นโด- และเอ็กโซไซโทซิส การหลั่ง และการเคลื่อนไหว

Cytolemma เติมเต็ม เยอะ ฟังก์ชั่น:

1) การแยก (cytolemma แยก, แยกเซลล์ออกจาก สิ่งแวดล้อมและให้การเชื่อมต่อกับสภาพแวดล้อมภายนอก)

2) การรับรู้โดยเซลล์นี้ของเซลล์อื่นและสิ่งที่แนบมากับเซลล์เหล่านี้

3) การรับรู้โดยเซลล์ของสารระหว่างเซลล์และการยึดติดกับองค์ประกอบของมัน (เส้นใย, เยื่อหุ้มชั้นใต้ดิน);

4) การขนส่งสารและอนุภาคเข้าและออกจากไซโตพลาสซึม

5) ปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลส่งสัญญาณ (ฮอร์โมน, ผู้ไกล่เกลี่ย, ไซโตไคน์) เนื่องจากการมีอยู่ของตัวรับเฉพาะสำหรับพวกมันบนพื้นผิวของมัน;

1. ให้การเคลื่อนไหวของเซลล์ (การก่อตัวของเทียม) เนื่องจากการเชื่อมต่อของ cytolemma กับองค์ประกอบที่หดตัวของโครงร่างโครงร่าง

ไซโตเลมมามีจำนวนมาก ตัวรับซึ่งสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ( ลิแกนด์ โมเลกุลสัญญาณ ผู้ส่งสารตัวแรก: ฮอร์โมน ตัวกลาง ปัจจัยการเจริญเติบโต) ออกฤทธิ์ต่อเซลล์ ตัวรับคือเซ็นเซอร์ระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ที่กำหนดทางพันธุกรรม (โปรตีน ไกลโค- และไลโปโปรตีน) ที่สร้างขึ้นในไซโตเลมมาหรืออยู่ภายในเซลล์ และเชี่ยวชาญในการรับรู้สัญญาณเฉพาะของลักษณะทางเคมีหรือทางกายภาพ สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับตัวรับทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีในเซลล์ในขณะที่เปลี่ยนเป็นการตอบสนองทางสรีรวิทยาเฉพาะ (การเปลี่ยนแปลงในการทำงานของเซลล์)

ตัวรับทั้งหมดมีแผนโครงสร้างร่วมกันและประกอบด้วยสามส่วน: 1) ซูปราเมมเบรนซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับสาร (ลิแกนด์); 2) intramembrane ดำเนินการส่งสัญญาณ และ 3) ภายในเซลล์แช่อยู่ในไซโตพลาสซึม

ประเภทของการติดต่อระหว่างเซลล์

cytolemma ยังมีส่วนร่วมในการก่อตัวของโครงสร้างพิเศษ - การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์, การติดต่อซึ่งให้การทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดระหว่างเซลล์ที่อยู่ติดกัน แยกแยะ เรียบง่ายและ ซับซ้อนการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ ที่ เรียบง่ายที่รอยต่อระหว่างเซลล์ ไซโตเลมมาของเซลล์เข้าใกล้กันที่ระยะ 15-20 นาโนเมตร และโมเลกุลของไกลโคคาลิกซ์ของพวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน (รูปที่ 2-3) บางครั้งการยื่นออกมาของ cytolemma ของเซลล์หนึ่งเข้าสู่ภาวะซึมเศร้าของเซลล์ใกล้เคียงทำให้เกิดการเชื่อมต่อแบบหยักและเหมือนนิ้ว (การเชื่อมต่อ "เหมือนล็อค")

ซับซ้อนการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์มีหลายประเภท: ล็อค, ยึดและ การสื่อสาร(รูปที่ 2-3). ถึง ล็อคสารประกอบได้แก่ สัมผัสแน่นหรือ โซนกั้น. ในเวลาเดียวกัน โปรตีนที่สำคัญของไกลโคคาลิกซ์ของเซลล์ข้างเคียงจะก่อตัวเป็นตาข่ายชนิดหนึ่งตามเส้นรอบวงของเซลล์เยื่อบุผิวที่อยู่ใกล้เคียงในส่วนปลาย ด้วยเหตุนี้ช่องว่างระหว่างเซลล์จึงถูกล็อคโดยคั่นด้วยสภาพแวดล้อมภายนอก (รูปที่ 2-3)

ข้าว. 2-3. การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประเภทต่างๆ

1. การเชื่อมต่อที่เรียบง่าย
2. การเชื่อมต่อที่แน่นหนา
3. แถบกาว
4. เดสโมโซม
5. เฮมิเดสโมโซม
6. การเชื่อมต่อแบบ Slotted (การสื่อสาร)
7. ไมโครวิลลี

(ตาม Yu. I. Afanasiev, N. A. Yurina)

ถึง การเชื่อมโยง, สารยึดเกาะ ได้แก่ กาว เข็มขัดและ เดสโมโซม แถบกาวตั้งอยู่รอบส่วนปลายของเซลล์ของเยื่อบุผิวชั้นเดียว ในโซนนี้ glycocalyx glycoproteins ที่เป็นส่วนประกอบของเซลล์ที่อยู่ใกล้เคียงมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและโปรตีน submembrane รวมถึงการรวมกลุ่มของ actin microfilaments เข้าหาพวกมันจากไซโตพลาสซึม เดสโมโซม (แผ่นแปะยึดเกาะ)– โครงสร้างคู่ขนาดประมาณ 0.5 µm ในพวกมัน glycoproteins ของ cytolemma ของเซลล์ใกล้เคียงมีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดและจากด้านข้างของเซลล์ในพื้นที่เหล่านี้การรวมกลุ่มของเส้นใยระดับกลางของโครงร่างโครงร่างของเซลล์นั้นถูกถักทอเป็น cytolemma (รูปที่ 2-3)

ถึง การเชื่อมต่อการสื่อสารอ้างอิง ช่องว่างทางแยก (nexuses) และ synapses. เน็กซัสมีขนาด 0.5-3 ไมครอน ในเซลล์เหล่านี้ cytolemmas ของเซลล์ข้างเคียงมาบรรจบกันถึง 2-3 นาโนเมตรและมีช่องไอออนมากมาย ไอออนสามารถผ่านจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งได้ โดยผ่านพวกมัน โดยส่งแรงกระตุ้น เช่น ระหว่างเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ ไซแนปส์ลักษณะของเนื้อเยื่อประสาทและเกิดขึ้นระหว่าง เซลล์ประสาทรวมทั้งระหว่างเซลล์ประสาทและเซลล์เอฟเฟกต์ (กล้ามเนื้อ ต่อม) พวกเขามีช่องว่าง synaptic ซึ่งเมื่อแรงกระตุ้นเส้นประสาทผ่านจากส่วน presynaptic ของไซแนปส์สารสื่อประสาทจะถูกปล่อยออกมาซึ่งส่งแรงกระตุ้นเส้นประสาทไปยังเซลล์อื่น (สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดูบท "เนื้อเยื่อประสาท")

เยื่อหุ้มเซลล์ (เมมเบรนในพลาสมา) เป็นเยื่อบาง ๆ กึ่งซึมผ่านได้ซึ่งล้อมรอบเซลล์

หน้าที่และบทบาทของเยื่อหุ้มเซลล์

หน้าที่ของมันคือการปกป้องความสมบูรณ์ของภายในโดยปล่อยให้สารสำคัญบางชนิดเข้าสู่เซลล์และป้องกันไม่ให้สารอื่นๆ เข้าสู่เซลล์

นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการยึดติดกับสิ่งมีชีวิตบางชนิดและอื่น ๆ ดังนั้นพลาสมาเมมเบรนยังให้รูปร่างของเซลล์อีกด้วย หน้าที่ของเมมเบรนก็คือการควบคุมการเจริญเติบโตของเซลล์ผ่านความสมดุลและ

ใน endocytosis ไขมันและโปรตีนจะถูกลบออกจากเยื่อหุ้มเซลล์เมื่อสารถูกดูดซึม ในระบบเอ็กโซไซโทซิส ถุงที่มีไขมันและโปรตีนจะหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้ขนาดเซลล์เพิ่มขึ้น และเซลล์เชื้อรามีเยื่อหุ้มพลาสมา ตัวอย่างเช่น ภายในถูกหุ้มด้วยเยื่อหุ้มป้องกันเช่นกัน

โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์

พลาสมาเมมเบรนส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนผสมของโปรตีนและไขมัน ขึ้นอยู่กับตำแหน่งและบทบาทของเมมเบรนในร่างกาย ไขมันสามารถประกอบขึ้นเป็น 20 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของเมมเบรน ส่วนที่เหลือเป็นโปรตีน แม้ว่าไขมันจะช่วยทำให้เมมเบรนมีความยืดหยุ่น แต่โปรตีนก็ควบคุมและบำรุงรักษา องค์ประกอบทางเคมีเซลล์และยังช่วยในการขนส่งโมเลกุลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

ไขมันเมมเบรน

ฟอสโฟลิปิดเป็นส่วนประกอบหลักของเยื่อหุ้มพลาสมา พวกเขาสร้างไขมัน bilayer ซึ่งบริเวณ "หัว" ที่ชอบน้ำ (ดึงดูดน้ำ) จะจัดระเบียบตามธรรมชาติเพื่อต่อต้าน cytosol ที่เป็นน้ำและของเหลวนอกเซลล์ในขณะที่บริเวณ "หาง" ไม่ชอบน้ำ (กันน้ำ) หันหน้าไปทาง cytosol และของเหลวนอกเซลล์ ลิปิด bilayer เป็นแบบกึ่งซึมผ่านได้ ทำให้มีเพียงบางโมเลกุลเท่านั้นที่จะกระจายไปทั่วเมมเบรน

คอเลสเตอรอลเป็นอีกหนึ่งองค์ประกอบไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์สัตว์ โมเลกุลของคอเลสเตอรอลจะถูกแยกย้ายกันไปอย่างเลือกสรรระหว่างเมมเบรนฟอสโฟลิปิด ซึ่งช่วยให้เยื่อหุ้มเซลล์แข็งแรงโดยป้องกันไม่ให้ฟอสโฟลิปิดแน่นเกินไป ไม่มีคอเลสเตอรอลในเยื่อหุ้มเซลล์พืช

ไกลโคลิปิดอยู่บนพื้นผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์และเชื่อมต่อกับพวกมันด้วยสายโซ่คาร์โบไฮเดรต ช่วยให้เซลล์รู้จักเซลล์อื่นๆ ในร่างกาย

โปรตีนเมมเบรน

เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยโปรตีนที่เกี่ยวข้องสองประเภท โปรตีนจากเยื่อหุ้มส่วนต่อพ่วงนั้นอยู่ภายนอกและสัมพันธ์กับมันโดยทำปฏิกิริยากับโปรตีนอื่นๆ โปรตีนเมมเบรนหนึ่งถูกนำเข้าสู่เยื่อหุ้มเซลล์และส่วนใหญ่จะผ่านเข้าไป บางส่วนของโปรตีนเมมเบรนเหล่านี้อยู่ทั้งสองด้านของมัน

โปรตีนของเยื่อหุ้มพลาสมามีจำนวน ฟังก์ชั่นต่างๆ. โปรตีนโครงสร้างให้การสนับสนุนและรูปร่างให้กับเซลล์ โปรตีนตัวรับเมมเบรนช่วยให้เซลล์สื่อสารกับสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านการใช้ฮอร์โมน สารสื่อประสาท และโมเลกุลส่งสัญญาณอื่นๆ โปรตีนขนส่ง เช่น โปรตีนทรงกลม ขนส่งโมเลกุลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก ไกลโคโปรตีนมีสายโซ่คาร์โบไฮเดรตติดอยู่ พวกมันถูกฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งช่วยในการแลกเปลี่ยนและขนส่งโมเลกุล

เยื่อหุ้มเซลล์

ภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ ลูกบอลสีน้ำเงินและสีขาวขนาดเล็กสอดคล้องกับ "หัว" ที่ไม่ชอบน้ำของฟอสโฟลิปิดและเส้นที่ติดกับพวกมันสอดคล้องกับ "หาง" ที่ชอบน้ำ รูปแสดงเฉพาะโปรตีนเมมเบรนหนึ่งส่วน (ทรงกลมสีแดงและเกลียวสีเหลือง) จุดวงรีสีเหลืองภายในเมมเบรน - โมเลกุลของคอเลสเตอรอล ลูกปัดสีเขียวอมเหลืองที่ด้านนอกของเมมเบรน - โซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์ที่สร้างไกลโคคาไลซ์

เยื่อหุ้มชีวภาพยังรวมถึงโปรตีนหลายชนิด: อินทิกรัล (เจาะผ่านเมมเบรน), กึ่งอินทิกรัล (แช่ที่ปลายด้านหนึ่งเข้าไปในชั้นไขมันด้านนอกหรือด้านใน), พื้นผิว (อยู่ที่ด้านนอกหรือติดกับด้านในของเมมเบรน) โปรตีนบางชนิดเป็นจุดสัมผัสของเยื่อหุ้มเซลล์กับโครงร่างเซลล์ภายในเซลล์ และผนังเซลล์ (ถ้ามี) ภายนอก โปรตีนอินทิกรัลบางตัวทำหน้าที่เป็นช่องไอออน ตัวขนส่งต่างๆ และตัวรับ

ฟังก์ชั่น

• สิ่งกีดขวาง - ให้การเผาผลาญควบคุม, คัดเลือก, เฉื่อยและใช้งานกับสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น เยื่อหุ้มเปอร์รอกซิโซมปกป้องไซโตพลาสซึมจากเปอร์ออกไซด์ที่เป็นอันตรายต่อเซลล์ ความสามารถในการซึมผ่านที่เลือกได้หมายถึงความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนกับอะตอมหรือโมเลกุลต่างๆ ขึ้นอยู่กับขนาด ประจุไฟฟ้า และคุณสมบัติทางเคมี การซึมผ่านแบบคัดเลือกช่วยให้แน่ใจว่าแยกเซลล์และส่วนของเซลล์ออกจากสิ่งแวดล้อมและจัดหาสารที่จำเป็น
• การขนส่ง - ผ่านเมมเบรนมีการขนส่งสารเข้าสู่เซลล์และออกจากเซลล์ การขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ให้: การส่งสารอาหาร, การกำจัดผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเผาผลาญ, การหลั่งสารต่างๆ, การสร้างการไล่ระดับไอออนิก, การรักษาความเข้มข้นที่เหมาะสมของไอออนในเซลล์, ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของ เอนไซม์ของเซลล์
  อนุภาคที่ด้วยเหตุผลบางอย่างไม่สามารถข้ามฟอสโฟลิปิด bilayer (เช่น เนื่องจากคุณสมบัติชอบน้ำ เนื่องจากเมมเบรนภายในไม่ชอบน้ำ และไม่อนุญาตให้สารที่ชอบน้ำผ่าน หรือเนื่องจาก ขนาดใหญ่) แต่จำเป็นสำหรับเซลล์ สามารถทะลุผ่านเมมเบรนผ่านโปรตีนพาหะพิเศษ (ตัวขนส่ง) และโปรตีนแชนเนลหรือโดยเอนโดไซโทซิส
  ในการขนส่งแบบพาสซีฟ สารจะข้ามลิปิดไบเลเยอร์โดยไม่ใช้พลังงานตามการไล่ระดับความเข้มข้นโดยการแพร่กระจาย ตัวแปรของกลไกนี้อำนวยความสะดวกในการแพร่กระจายซึ่งโมเลกุลเฉพาะช่วยให้สารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โมเลกุลนี้อาจมีช่องที่อนุญาตให้สารชนิดเดียวเท่านั้นผ่านได้
  การขนส่งแบบแอคทีฟต้องใช้พลังงาน เนื่องจากเกิดขึ้นจากการไล่ระดับความเข้มข้น มีโปรตีนปั๊มพิเศษบนเมมเบรนรวมถึง ATPase ซึ่งปั๊มโพแทสเซียมไอออน (K +) เข้าไปในเซลล์อย่างแข็งขันและปั๊มโซเดียมไอออน (Na +) ออกจากเซลล์
• เมทริกซ์ - ให้ตำแหน่งสัมพัทธ์และการวางแนวของโปรตีนเมมเบรนซึ่งเป็นปฏิสัมพันธ์ที่เหมาะสมที่สุด
• กลไก - รับรองความเป็นอิสระของเซลล์ โครงสร้างภายในเซลล์ รวมถึงการเชื่อมต่อกับเซลล์อื่น ๆ (ในเนื้อเยื่อ) ผนังเซลล์มีบทบาทสำคัญในการจัดหาหน้าที่ทางกลและในสัตว์ - สารระหว่างเซลล์
• พลังงาน - ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงในคลอโรพลาสต์และการหายใจระดับเซลล์ในไมโตคอนเดรีย ระบบถ่ายเทพลังงานทำงานในเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งโปรตีนก็มีส่วนร่วมด้วย
• ตัวรับ - โปรตีนบางชนิดที่อยู่ในเมมเบรนเป็นตัวรับ (โมเลกุลที่เซลล์รับรู้สัญญาณบางอย่าง)
  ตัวอย่างเช่น ฮอร์โมนที่ไหลเวียนอยู่ในเลือดจะออกฤทธิ์กับเซลล์เป้าหมายที่มีตัวรับที่สอดคล้องกับฮอร์โมนเหล่านี้เท่านั้น สารสื่อประสาท ( สารเคมีซึ่งรับประกันการนำกระแสประสาท) ยังจับกับโปรตีนตัวรับจำเพาะของเซลล์เป้าหมาย
• เอนไซม์ - โปรตีนเมมเบรนมักเป็นเอนไซม์ ตัวอย่างเช่น เยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้มีเอนไซม์ย่อยอาหาร
• การดำเนินการสร้างและการนำศักยภาพทางชีวภาพ
  ด้วยความช่วยเหลือของเมมเบรนทำให้ความเข้มข้นของไอออนคงที่ในเซลล์: ความเข้มข้นของ K + ไอออนภายในเซลล์นั้นสูงกว่าภายนอกมากและความเข้มข้นของ Na + ต่ำกว่ามากซึ่งสำคัญมากเนื่องจาก สิ่งนี้จะรักษาความต่างศักย์ระหว่างเมมเบรนและสร้างแรงกระตุ้นเส้นประสาท
• การทำเครื่องหมายเซลล์ - มีแอนติเจนบนเมมเบรนที่ทำหน้าที่เป็นเครื่องหมาย - "ป้ายกำกับ" ที่ช่วยให้สามารถระบุเซลล์ได้ เหล่านี้คือไกลโคโปรตีน (กล่าวคือ โปรตีนที่มีสายโซ่โอลิโกแซ็กคาไรด์แบบกิ่งที่ติดอยู่กับพวกมัน) ซึ่งทำหน้าที่เป็น "เสาอากาศ" เนื่องจากมีการกำหนดค่าสายด้านข้างจำนวนมาก จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องหมายเฉพาะสำหรับเซลล์แต่ละประเภท ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องหมาย เซลล์สามารถจดจำเซลล์อื่นๆ และดำเนินการร่วมกับเซลล์เหล่านั้นได้ เช่น เมื่อสร้างอวัยวะและเนื้อเยื่อ นอกจากนี้ยังช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันรู้จักแอนติเจนจากต่างประเทศ

โครงสร้างและองค์ประกอบของไบโอเมมเบรน

เมมเบรนประกอบด้วยไขมันสามประเภท: ฟอสโฟลิปิด ไกลโคลิปิด และคอเลสเตอรอล ฟอสโฟลิปิดและไกลโคลิปิด (ไขมันที่มีคาร์โบไฮเดรตติดอยู่) ประกอบด้วย "หาง" ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ชอบน้ำยาวสองข้างซึ่งสัมพันธ์กับ "หัว" ที่ชอบน้ำที่มีประจุ คอเลสเตอรอลทำให้เยื่อหุ้มเซลล์แข็งขึ้นโดยยึดพื้นที่ว่างระหว่างหางไขมันที่ไม่ชอบน้ำและป้องกันไม่ให้งอ ดังนั้นเยื่อที่มีปริมาณคอเลสเตอรอลต่ำจึงมีความยืดหยุ่นมากกว่า ในขณะที่เยื่อที่มีปริมาณคอเลสเตอรอลสูงจะแข็งและเปราะมากกว่า คอเลสเตอรอลยังทำหน้าที่เป็น "ตัวกั้น" ที่ป้องกันการเคลื่อนที่ของโมเลกุลขั้วจากและเข้าไปในเซลล์ ส่วนสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยโปรตีนที่แทรกซึมเข้าไปและมีหน้าที่รับผิดชอบคุณสมบัติต่างๆ ของเยื่อหุ้มเซลล์ องค์ประกอบและการปฐมนิเทศในเยื่อหุ้มต่าง ๆ ต่างกัน

เยื่อหุ้มเซลล์มักไม่สมมาตร กล่าวคือ ชั้นต่างๆ ต่างกันในองค์ประกอบของไขมัน การเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลแต่ละชั้นจากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่ง (ที่เรียกว่า รองเท้าแตะ) ยาก.

ออร์แกเนลล์เมมเบรน

เหล่านี้เป็นส่วนปิดเดียวหรือเชื่อมต่อถึงกันของไซโตพลาสซึมซึ่งแยกออกจากไฮยาโลพลาสซึมโดยเยื่อหุ้ม ออร์แกเนลล์เมมเบรนเดียว ได้แก่ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, อุปกรณ์กอลจิ, ไลโซโซม, แวคิวโอล, เพอรอกซิโซม; ถึงสองเมมเบรน - นิวเคลียส, ไมโตคอนเดรีย, พลาสติด โครงสร้างของเยื่อหุ้มของออร์แกเนลล์ต่างๆ แตกต่างกันไปตามองค์ประกอบของไขมันและโปรตีนเมมเบรน

การซึมผ่านที่เลือกได้

เยื่อหุ้มเซลล์มีการซึมผ่านแบบเลือกได้: กลูโคส, กรดอะมิโน, กรดไขมัน, กลีเซอรอลและไอออนจะค่อยๆ กระจายผ่านพวกมันและเยื่อหุ้มเซลล์เองก็ควบคุมกระบวนการนี้อย่างแข็งขันในระดับหนึ่ง - สารบางชนิดผ่านไปในขณะที่บางชนิดไม่ผ่าน มีกลไกหลักสี่ประการสำหรับการเข้าสู่เซลล์หรือการกำจัดสารออกจากเซลล์สู่ภายนอก: การแพร่กระจาย ออสโมซิส การขนส่งแบบแอคทีฟ และเอ็กโซ- หรือเอนโดไซโทซิส สองกระบวนการแรกเป็นกระบวนการที่ไม่โต้ตอบ กล่าวคือ ไม่ต้องการพลังงาน สองขั้นตอนสุดท้ายเป็นกระบวนการที่ใช้งานอยู่ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงาน

การซึมผ่านของเมมเบรนที่เลือกได้ระหว่างการขนส่งแบบพาสซีฟนั้นเกิดจากช่องทางพิเศษ - โปรตีนที่สำคัญ พวกมันทะลุผ่านเมมเบรนผ่านและก่อตัวเป็นทางผ่าน องค์ประกอบ K, Na และ Cl มีช่องของตัวเอง ในแง่ของการไล่ระดับความเข้มข้น โมเลกุลขององค์ประกอบเหล่านี้เคลื่อนเข้าและออกจากเซลล์ เมื่อระคายเคือง ช่องโซเดียมไอออนจะเปิดออก และมีโซเดียมไอออนไหลเข้าเซลล์อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลในศักยภาพของเมมเบรน แล้ว ศักยภาพของเมมเบรนกำลังได้รับการฟื้นฟู ช่องโพแทสเซียมเปิดอยู่เสมอโดยที่โพแทสเซียมไอออนจะเข้าสู่เซลล์อย่างช้าๆ

ดูสิ่งนี้ด้วย

วรรณกรรม

• Antonov V. F. , Smirnova E. N. , Shevchenko E. V.เยื่อลิปิดระหว่างการเปลี่ยนเฟส - ม.: เนาคา, 1994.
• เจนนิส อาร์ไบโอแมมเบรนส์ โครงสร้างโมเลกุลและหน้าที่: แปลจากภาษาอังกฤษ. = ไบโอแมมเบรน โครงสร้างและหน้าที่ของโมเลกุล (โดย Robert B. Gennis) - รุ่นที่ 1 - M.: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
• Ivanov V. G. , Berestovsky T. N.ไขมัน bilayer ของเยื่อหุ้มชีวภาพ - ม.: เนาคา, 1982.
• รูบิน เอ.บี.ชีวฟิสิกส์ หนังสือเรียน 2 เล่ม - ครั้งที่ 3 แก้ไขและขยาย - M.: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมอสโก, 2547 - ISBN 5-211-06109-8
• บรูซ อัลเบิร์ตส์ และคณะ

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกประกอบด้วยเซลล์ และแต่ละเซลล์ล้อมรอบด้วยเกราะป้องกัน - เมมเบรน อย่างไรก็ตาม หน้าที่ของเมมเบรนไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการปกป้องออร์แกเนลล์และการแยกเซลล์หนึ่งออกจากอีกเซลล์หนึ่ง เยื่อหุ้มเซลล์เป็นกลไกที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับการสืบพันธุ์ การงอกใหม่ โภชนาการ การหายใจ และการทำงานที่สำคัญอื่นๆ ของเซลล์

คำว่า "เยื่อหุ้มเซลล์" ถูกใช้มาเกือบร้อยปีแล้ว คำว่า "เมมเบรน" แปลจากภาษาละตินแปลว่า "ฟิล์ม" แต่ในกรณีของเยื่อหุ้มเซลล์ เป็นการถูกต้องกว่าที่จะพูดถึงภาพยนตร์สองเรื่องที่เชื่อมต่อถึงกันในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง นอกจากนี้ ด้านต่างๆ ของฟิล์มเหล่านี้มีคุณสมบัติต่างกัน

เยื่อหุ้มเซลล์ (cytolemma, plasmalemma) เป็นเปลือก lipoprotein (โปรตีนไขมัน) สามชั้นที่แยกแต่ละเซลล์ออกจากเซลล์ข้างเคียงและสิ่งแวดล้อม และดำเนินการควบคุมการแลกเปลี่ยนระหว่างเซลล์และสิ่งแวดล้อม

ความสำคัญอย่างยิ่งในคำจำกัดความนี้ไม่ใช่ว่าเยื่อหุ้มเซลล์แยกเซลล์หนึ่งออกจากอีกเซลล์หนึ่ง แต่เพื่อให้แน่ใจว่ามีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์อื่นและสิ่งแวดล้อม เมมเบรนเป็นโครงสร้างการทำงานที่ว่องไวและต่อเนื่องของเซลล์ ซึ่งมีหน้าที่หลายอย่างถูกกำหนดโดยธรรมชาติ จากบทความของเรา คุณจะได้เรียนรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับองค์ประกอบ โครงสร้าง คุณสมบัติและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ ตลอดจนอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์จากการรบกวนการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์

ประวัติการวิจัยเยื่อหุ้มเซลล์

ในปี 1925 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันสองคนคือ Gorter และ Grendel สามารถทำการทดลองที่ซับซ้อนเกี่ยวกับเซลล์เม็ดเลือดแดงของมนุษย์ เม็ดเลือดแดง ด้วยการใช้ออสโมติกช็อก นักวิจัยได้สิ่งที่เรียกว่า "เงา" - เปลือกเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ว่างเปล่า จากนั้นใส่ไว้ในกองเดียวและวัดพื้นที่ผิว ขั้นตอนต่อไปคือการคำนวณปริมาณไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์ ด้วยความช่วยเหลือของอะซิโตน นักวิทยาศาสตร์ได้แยกไขมันออกจาก "เงา" และพิจารณาว่าเพียงพอสำหรับการสร้างชั้นต่อเนื่องสองชั้น

อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการทดสอบ เกิดข้อผิดพลาดขั้นต้นสองประการ:

การใช้อะซิโตนไม่อนุญาตให้แยกไขมันทั้งหมดออกจากเยื่อหุ้มเซลล์

พื้นที่ผิวของ "เงา" คำนวณโดยน้ำหนักแห้งซึ่งก็ไม่ถูกต้องเช่นกัน

เนื่องจากข้อผิดพลาดแรกให้ค่าลบในการคำนวณ และข้อผิดพลาดที่สองให้ค่าบวก ผลลัพธ์โดยรวมกลับกลายเป็นว่าแม่นยำอย่างน่าประหลาดใจ และนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้นำการค้นพบที่สำคัญที่สุดมาสู่โลกของวิทยาศาสตร์ นั่นคือ lipid bilayer ของเยื่อหุ้มเซลล์

ในปี 1935 นักวิจัยอีกคู่คือ Danielly และ Dawson หลังจากทำการทดลองกับฟิล์ม bilipid เป็นเวลานาน ได้ข้อสรุปว่าโปรตีนมีอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ ไม่มีทางอื่นที่จะอธิบายได้ว่าทำไมฟิล์มเหล่านี้จึงมีแรงตึงผิวสูงเช่นนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอแบบจำลองแผนผังของเยื่อหุ้มเซลล์ต่อสาธารณชน คล้ายกับแซนด์วิช ซึ่งบทบาทของขนมปังจะเล่นโดยชั้นไขมัน-โปรตีนที่เป็นเนื้อเดียวกัน และระหว่างพวกมันแทนที่จะเป็นน้ำมันคือความว่างเปล่า

ในปี 1950 ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตัวแรกทฤษฎีของ Danielly-Dawson ได้รับการยืนยันบางส่วน - microphotographs ของเยื่อหุ้มเซลล์แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ามีสองชั้นประกอบด้วยหัวไขมันและโปรตีนและระหว่างนั้นช่องว่างโปร่งใสเต็มไปด้วยหางของไขมันและ โปรตีน

ในปี 1960 ตามข้อมูลเหล่านี้ J. Robertson นักจุลชีววิทยาชาวอเมริกันได้พัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับโครงสร้างสามชั้นของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งถือว่าเป็นความจริงเพียงอย่างเดียวมาเป็นเวลานาน อย่างไรก็ตาม เมื่อวิทยาศาสตร์พัฒนาขึ้น ความสงสัยเกี่ยวกับความเป็นเนื้อเดียวกันของชั้นเหล่านี้ก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ จากมุมมองของอุณหพลศาสตร์ โครงสร้างดังกล่าวไม่เอื้ออำนวยอย่างยิ่ง - เป็นการยากที่เซลล์จะขนส่งสารเข้าและออกผ่าน "แซนวิช" ทั้งหมด นอกจากนี้ยังได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเยื่อหุ้มเซลล์ของเนื้อเยื่อต่าง ๆ มีความหนาและวิธีการยึดเกาะต่างกันซึ่งเกิดจากหน้าที่ที่แตกต่างกันของอวัยวะ

ในปี 1972 นักจุลชีววิทยา S.D. นักร้องและ G.L. Nicholson สามารถอธิบายความไม่สอดคล้องกันทั้งหมดในทฤษฎีของ Robertson ด้วยความช่วยเหลือของรูปแบบใหม่ของเยื่อหุ้มเซลล์ของเหลว-โมเสค นักวิทยาศาสตร์พบว่าเยื่อหุ้มเซลล์มีลักษณะไม่เท่ากัน ไม่สมมาตร เต็มไปด้วยของเหลว และเซลล์ของเมมเบรนมีการเคลื่อนที่คงที่ และโปรตีนที่ประกอบเป็นโปรตีนนั้นมีโครงสร้างและจุดประสงค์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ พวกมันยังตั้งอยู่ต่างกันเมื่อเทียบกับชั้นบิลิปิดของเมมเบรน

เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยโปรตีนสามประเภท:

อุปกรณ์ต่อพ่วง - ติดกับพื้นผิวของฟิล์ม

กึ่งปริพันธ์- แทรกซึมชั้น bilipid บางส่วน

อินทิกรัล - ทะลุผ่านเมมเบรนได้อย่างสมบูรณ์

โปรตีนส่วนปลายมีส่วนเกี่ยวข้องกับส่วนหัวของไขมันเมมเบรนผ่านปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตและจะไม่ก่อตัวเป็นชั้นต่อเนื่องอย่างที่เชื่อกันก่อนหน้านี้ และโปรตีนกึ่งรวมและโปรตีนอินทิกรัลทำหน้าที่ขนส่งออกซิเจนและสารอาหารเข้าสู่เซลล์ ตลอดจนขจัดการสลายตัว ผลิตภัณฑ์จากมันและอื่น ๆ สำหรับคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการ ซึ่งคุณจะได้เรียนรู้ในภายหลัง

เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:

สิ่งกีดขวาง - การซึมผ่านของเมมเบรนสำหรับโมเลกุลประเภทต่าง ๆ ไม่เหมือนกัน ในการเลี่ยงผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โมเลกุลจะต้องมีขนาด คุณสมบัติทางเคมี และประจุไฟฟ้าที่แน่นอน โมเลกุลที่เป็นอันตรายหรือไม่เหมาะสมเนื่องจากการทำงานของเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้ไม่สามารถเข้าสู่เซลล์ได้ ตัวอย่างเช่นด้วยความช่วยเหลือของปฏิกิริยาเปอร์ออกไซด์เมมเบรนปกป้องไซโตพลาสซึมจากเปอร์ออกไซด์ที่เป็นอันตรายต่อมัน

การขนส่ง - การแลกเปลี่ยนแบบพาสซีฟแอคทีฟควบคุมและเลือกผ่านเมมเบรน เมแทบอลิซึมแบบพาสซีฟเหมาะสำหรับสารและก๊าซที่ละลายในไขมันซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลขนาดเล็กมาก สารดังกล่าวแทรกซึมเข้าและออกจากเซลล์โดยไม่ใช้พลังงานอย่างอิสระโดยการแพร่กระจาย ฟังก์ชันการขนส่งแบบแอคทีฟของเยื่อหุ้มเซลล์จะทำงานเมื่อจำเป็น แต่จำเป็นต้องขนส่งสารเข้าหรือออกจากเซลล์ได้ยาก ตัวอย่างเช่น ผู้ที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่หรือไม่สามารถข้ามชั้นไบลิพิดได้เนื่องจากความไม่ชอบน้ำ จากนั้นปั๊มโปรตีนเริ่มทำงานรวมถึง ATPase ซึ่งมีหน้าที่ดูดซับโพแทสเซียมไอออนเข้าสู่เซลล์และขับโซเดียมไอออนออกจากเซลล์ การขนส่งที่มีการควบคุมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับหน้าที่การหลั่งและการหมัก เช่น เมื่อเซลล์ผลิตและหลั่งฮอร์โมนหรือน้ำย่อย สารทั้งหมดเหล่านี้ออกจากเซลล์ผ่านช่องทางพิเศษและในปริมาณที่กำหนด และฟังก์ชันการขนส่งแบบคัดเลือกนั้นสัมพันธ์กับโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบสำคัญที่เจาะเยื่อหุ้มเซลล์และทำหน้าที่เป็นช่องทางสำหรับการเข้าและออกจากโมเลกุลประเภทที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด

เมทริกซ์ - เยื่อหุ้มเซลล์กำหนดและแก้ไขตำแหน่งของออร์แกเนลล์ที่สัมพันธ์กัน (นิวเคลียส, ไมโตคอนเดรีย, คลอโรพลาสต์) และควบคุมการทำงานร่วมกันระหว่างพวกมัน

กลไก - ทำให้แน่ใจถึงข้อ จำกัด ของเซลล์หนึ่งจากอีกเซลล์หนึ่งและในเวลาเดียวกันการเชื่อมต่อของเซลล์ในเนื้อเยื่อที่เป็นเนื้อเดียวกันและความต้านทานของอวัยวะต่อการเสียรูป

ป้องกัน - ในพืชและสัตว์ เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างกรอบป้องกัน เช่น ไม้เนื้อแข็ง เปลือกหนา หนามมีหนาม ในโลกของสัตว์โลก ยังมีตัวอย่างอีกมากมายเกี่ยวกับหน้าที่ในการป้องกันเยื่อหุ้มเซลล์ เช่น กระดองเต่า เปลือกไคติน กีบและเขา

พลังงาน - กระบวนการสังเคราะห์แสงและ การหายใจระดับเซลล์จะเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการมีส่วนร่วมของโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์เพราะด้วยความช่วยเหลือของช่องโปรตีนที่เซลล์แลกเปลี่ยนพลังงาน

ตัวรับ - โปรตีนที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์อาจมีหน้าที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวรับซึ่งเซลล์รับสัญญาณจากฮอร์โมนและสารสื่อประสาท และในทางกลับกันก็จำเป็นสำหรับการนำกระแสประสาทและกระบวนการทางฮอร์โมนตามปกติ

เอนไซม์ - หน้าที่ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งในโปรตีนของเยื่อหุ้มเซลล์บางชนิด ตัวอย่างเช่นในเยื่อบุผิวลำไส้เอนไซม์ย่อยอาหารถูกสังเคราะห์ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนดังกล่าว

ศักยภาพทางชีวภาพ- ความเข้มข้นของโพแทสเซียมไอออนภายในเซลล์นั้นสูงกว่าภายนอกมากและในทางกลับกันความเข้มข้นของโซเดียมไอออนนั้นมากกว่าภายนอกมากกว่าภายใน สิ่งนี้อธิบายความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น: ภายในเซลล์ประจุเป็นลบ ภายนอกเป็นบวก ซึ่งก่อให้เกิดการเคลื่อนที่ของสารเข้าไปในเซลล์และออกจากการเผาผลาญทั้งสามประเภท - phagocytosis, pinocytosis และ exocytosis;

การทำเครื่องหมาย - บนพื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์มีสิ่งที่เรียกว่า "ฉลาก" - แอนติเจนที่ประกอบด้วยไกลโคโปรตีน (โปรตีนที่มีสายโซ่ด้านข้างโอลิโกแซ็กคาไรด์ติดอยู่) เนื่องจากโซ่ด้านข้างสามารถมีการกำหนดค่าได้หลากหลาย เซลล์แต่ละประเภทจึงได้รับฉลากที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง ซึ่งช่วยให้เซลล์อื่นๆ ในร่างกายสามารถรับรู้ได้ "ด้วยสายตา" และตอบสนองต่อเซลล์เหล่านั้นได้อย่างถูกต้อง จึงเป็นเหตุ เช่น เซลล์ภูมิคุ้มกันของมนุษย์ แมคโครฟาจ จำคนต่างชาติที่เข้าสู่ร่างกายได้ง่าย (การติดเชื้อ ไวรัส) และพยายามทำลายมัน สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับเซลล์ที่เป็นโรค กลายพันธุ์ และแก่ ฉลากบนเยื่อหุ้มเซลล์จะเปลี่ยนไปและร่างกายก็กำจัดมันออกไป

การแลกเปลี่ยนเซลลูลาร์เกิดขึ้นข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ และสามารถดำเนินการผ่านปฏิกิริยาหลักสามประเภท:

Phagocytosis เป็นกระบวนการของเซลล์ที่เซลล์ phagocytic ที่ฝังอยู่ในเมมเบรนจับและย่อยอนุภาคที่เป็นของแข็งของสารอาหาร ในร่างกายมนุษย์ phagocytosis ดำเนินการโดยเยื่อหุ้มเซลล์สองประเภท: แกรนูโลไซต์ (เม็ดเลือดขาวเม็ด) และแมคโครฟาจ (เซลล์นักฆ่าภูมิคุ้มกัน);

พิโนไซโตซิสเป็นกระบวนการจับโมเลกุลของเหลวที่สัมผัสกับมันโดยพื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ สำหรับโภชนาการตามประเภทของ pinocytosis เซลล์จะเติบโตผลพลอยได้บาง ๆ ในรูปของเสาอากาศบนเมมเบรนซึ่งล้อมรอบของเหลวหนึ่งหยดและได้รับฟอง ประการแรกถุงน้ำนี้ยื่นออกมาเหนือพื้นผิวของเมมเบรนแล้ว "กลืน" - ซ่อนอยู่ภายในเซลล์และผนังจะผสานกับพื้นผิวด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์ Pinocytosis เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตเกือบทั้งหมด

Exocytosis เป็นกระบวนการย้อนกลับซึ่งถุงน้ำที่มีสารคัดหลั่งหลั่ง (เอนไซม์ ฮอร์โมน) ก่อตัวขึ้นภายในเซลล์ และจะต้องถูกกำจัดออกจากเซลล์สู่สิ่งแวดล้อมด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ฟองแรกจะผสานกับพื้นผิวด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์ จากนั้นโป่งออกด้านนอก แตกออก ขับเนื้อหาออก และรวมอีกครั้งกับพื้นผิวของเมมเบรน คราวนี้จากภายนอก Exocytosis เกิดขึ้นตัวอย่างเช่นในเซลล์ของเยื่อบุผิวลำไส้และเยื่อหุ้มสมองต่อมหมวกไต

เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยไขมันสามประเภท:

ฟอสโฟลิปิด;

ไกลโคลิปิด;

คอเลสเตอรอล.

ฟอสโฟลิปิด (การรวมกันของไขมันและฟอสฟอรัส) และไกลโคลิปิด (การรวมกันของไขมันและคาร์โบไฮเดรต) ในทางกลับกันประกอบด้วยหัวที่ชอบน้ำซึ่งมีหางยาวสองข้างที่ไม่ชอบน้ำ แต่โคเลสเตอรอลบางครั้งใช้พื้นที่ระหว่างหางทั้งสองนี้และไม่ยอมให้งอซึ่งทำให้เยื่อหุ้มเซลล์บางเซลล์แข็งกระด้าง นอกจากนี้ โมเลกุลของคอเลสเตอรอลยังทำให้โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์คล่องตัวและป้องกันการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลขั้วจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง

แต่องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดดังที่เห็นได้จากส่วนก่อนหน้าเกี่ยวกับหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์คือโปรตีน องค์ประกอบ จุดประสงค์ และตำแหน่งของพวกมันมีความหลากหลายมาก แต่มีบางสิ่งที่เหมือนกันที่รวมพวกมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน: ลิปิดวงแหวนมักจะอยู่รอบๆ โปรตีนของเยื่อหุ้มเซลล์ เหล่านี้เป็นไขมันพิเศษที่มีโครงสร้างชัดเจน มีความเสถียร มีกรดไขมันอิ่มตัวมากกว่าในองค์ประกอบ และถูกปล่อยออกมาจากเยื่อหุ้มพร้อมกับโปรตีนที่ "ได้รับการสนับสนุน" นี่เป็นเกราะป้องกันส่วนบุคคลสำหรับโปรตีนโดยที่พวกมันจะไม่ทำงาน

โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์มีสามชั้น ชั้น bilipid เหลวที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกันอยู่ตรงกลาง และโปรตีนปกคลุมทั้งสองด้านด้วยโมเสคชนิดหนึ่ง ซึ่งบางส่วนเจาะเข้าไปในความหนา กล่าวคือ จะผิดหากคิดว่าชั้นโปรตีนชั้นนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ต่อเนื่องกัน เยื่อหุ้มเซลล์ต้องการโปรตีนนอกเหนือจากการทำงานที่ซับซ้อนเพื่อผ่านเข้าไปในเซลล์และขนส่งสารที่ไม่สามารถเจาะชั้นไขมันออกจากพวกมันได้ ตัวอย่างเช่นโพแทสเซียมและโซเดียมไอออน สำหรับพวกเขามีโครงสร้างโปรตีนพิเศษ - ช่องไอออนซึ่งเราจะพูดถึงในรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง

หากคุณดูเยื่อหุ้มเซลล์ผ่านกล้องจุลทรรศน์ คุณจะเห็นชั้นไขมันที่เกิดจากโมเลกุลทรงกลมที่เล็กที่สุด ซึ่งเซลล์โปรตีนขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างต่างๆ เยื่อหุ้มเดียวกันแบ่งพื้นที่ภายในของแต่ละเซลล์ออกเป็นช่องที่นิวเคลียส คลอโรพลาสต์ และไมโตคอนเดรียตั้งอยู่อย่างสะดวกสบาย หากไม่มี "ห้อง" แยกจากกันภายในเซลล์ ออร์แกเนลล์จะเกาะติดกันและจะไม่สามารถทำหน้าที่ได้อย่างถูกต้อง

เซลล์คือชุดของออร์แกเนลล์ที่มีโครงสร้างและคั่นด้วยเยื่อหุ้ม ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการพลังงาน เมตาบอลิซึม ข้อมูล และการสืบพันธุ์ที่ซับซ้อน ซึ่งรับรองกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต

ดังที่เห็นได้จากคำจำกัดความนี้ เมมเบรนเป็นองค์ประกอบการทำงานที่สำคัญที่สุดของเซลล์ใดๆ ความสำคัญของมันยิ่งใหญ่พอๆ กับนิวเคลียส ไมโทคอนเดรีย และออร์แกเนลล์ของเซลล์อื่นๆ แต่ คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เยื่อหุ้มถูกกำหนดโดยโครงสร้าง: ประกอบด้วยฟิล์มสองแผ่นติดกันในลักษณะพิเศษ โมเลกุลของฟอสโฟลิปิดในเยื่อหุ้มเซลล์จะมีส่วนหัวที่ชอบน้ำออกด้านนอก และส่วนหางที่ไม่ชอบน้ำเข้าด้านใน ดังนั้นฟิล์มด้านหนึ่งจึงเปียกน้ำในขณะที่อีกด้านหนึ่งไม่เปียก ดังนั้น ฟิล์มเหล่านี้จึงเชื่อมต่อกันโดยมีด้านที่ไม่เปียกอยู่ด้านใน ทำให้เกิดชั้นบิลิปิดที่ล้อมรอบด้วยโมเลกุลโปรตีน นี่คือโครงสร้าง "แซนวิช" ของเยื่อหุ้มเซลล์

ช่องไอออนของเยื่อหุ้มเซลล์

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการทำงานของช่องไอออน พวกเขาต้องการอะไร? ความจริงก็คือมีเพียงสารที่ละลายในไขมันเท่านั้นที่สามารถเจาะผ่านเยื่อหุ้มไขมันได้อย่างอิสระ - เหล่านี้คือก๊าซแอลกอฮอล์และไขมันเอง ตัวอย่างเช่น ในเซลล์เม็ดเลือดแดงมีการแลกเปลี่ยนออกซิเจนอย่างต่อเนื่องและ คาร์บอนไดออกไซด์และด้วยเหตุนี้ ร่างกายของเราจึงไม่ต้องใช้กลอุบายเพิ่มเติมใดๆ แต่เมื่อจำเป็นต้องขนส่งสารละลายที่เป็นน้ำ เช่น เกลือโซเดียมและโพแทสเซียม ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ล่ะ

เป็นไปไม่ได้ที่จะปูทางสำหรับสารดังกล่าวในชั้น bilipid เนื่องจากรูจะกระชับและเกาะติดกันทันที โครงสร้างของเนื้อเยื่อไขมันใดๆ ก็ตาม แต่ธรรมชาติก็พบทางออกจากสถานการณ์เช่นเคยและสร้างโครงสร้างการขนส่งโปรตีนพิเศษ

โปรตีนนำไฟฟ้ามีสองประเภท:

Transporters เป็นปั๊มโปรตีนกึ่งหนึ่ง

แชนเนลโนฟอร์มเมอร์เป็นโปรตีนที่สำคัญ

โปรตีนประเภทแรกถูกแช่บางส่วนในชั้น bilipid ของเยื่อหุ้มเซลล์และมองออกไปด้วยหัวของพวกเขาและเมื่อมีสารที่ต้องการพวกมันก็เริ่มทำตัวเหมือนปั๊ม: พวกมันดึงดูดโมเลกุลและดูดเข้าไปใน เซลล์ และโปรตีนประเภทที่สอง อินทิกรัล มีรูปร่างยาวและตั้งฉากกับชั้นไบลิปิดของเยื่อหุ้มเซลล์ แทรกซึมผ่านเข้าไป ผ่านพวกเขาเช่นเดียวกับผ่านอุโมงค์สารที่ไม่สามารถผ่านไขมันเข้าและออกจากเซลล์ มันผ่านช่องไอออนที่โพแทสเซียมไอออนแทรกซึมเข้าไปในเซลล์และสะสมอยู่ในนั้นในขณะที่โซเดียมไอออนจะถูกดึงออกมา ศักย์ไฟฟ้ามีความแตกต่างกัน ดังนั้นจำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของเซลล์ทั้งหมดในร่างกายของเรา

ข้อสรุปที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์

ทฤษฏีดูน่าสนใจและมีแนวโน้มว่าจะนำไปใช้ประโยชน์ในทางปฏิบัติได้ การค้นพบโครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ ร่างกายมนุษย์อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์สร้างความก้าวหน้าอย่างแท้จริงในด้านวิทยาศาสตร์โดยทั่วไป และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการแพทย์ ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่เราได้อาศัยอยู่ในช่องไอออนในรายละเอียดดังกล่าว เพราะที่นี่เป็นคำตอบของคำถามที่สำคัญที่สุดข้อหนึ่งในยุคของเรา: ทำไมผู้คนถึงป่วยด้วยเนื้องอกวิทยามากขึ้นเรื่อย ๆ

มะเร็งอ้างว่ามีผู้เสียชีวิตประมาณ 17 ล้านคนทั่วโลกทุกปีและเป็นสาเหตุอันดับที่สี่ของการเสียชีวิตทั้งหมด จากข้อมูลของ WHO อุบัติการณ์ของโรคมะเร็งเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และภายในสิ้นปี 2020 จะสูงถึง 25 ล้านคนต่อปี

อะไรอธิบายการแพร่ระบาดที่แท้จริงของมะเร็ง และหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์เกี่ยวข้องกับมะเร็งอย่างไร คุณจะพูดว่า: เหตุผลอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่ดี, การขาดสารอาหาร, นิสัยที่ไม่ดีและการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่รุนแรง และแน่นอน คุณจะพูดถูก แต่ถ้าเราพูดถึงปัญหาในรายละเอียดมากขึ้น เหตุผลก็คือการทำให้ร่างกายเป็นกรด ปัจจัยลบที่กล่าวข้างต้นนำไปสู่การหยุดชะงักของเยื่อหุ้มเซลล์ ยับยั้งการหายใจและโภชนาการ

จุดที่ควรมีบวก ค่าลบจะเกิดขึ้น และเซลล์ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ แต่เซลล์มะเร็งไม่ต้องการออกซิเจนหรือสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง แต่สามารถใช้สารอาหารประเภทไม่ใช้ออกซิเจนได้ ดังนั้น ในสภาวะที่ขาดออกซิเจนและระดับ pH ที่ไม่ปกติ เซลล์ที่มีสุขภาพดีจะกลายพันธุ์ ต้องการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม และกลายเป็นเซลล์มะเร็ง นี่คือวิธีที่คนเป็นมะเร็ง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ คุณเพียงแค่ต้องดื่มน้ำสะอาดให้เพียงพอทุกวัน และทิ้งสารก่อมะเร็งในอาหาร แต่โดยหลักการแล้ว คนทั่วไปย่อมตระหนักดีถึง สินค้าอันตรายและความต้องการน้ำที่มีคุณภาพและไม่ทำอะไรเลย - พวกเขาหวังว่าปัญหาจะผ่านพวกเขาไป

เมื่อทราบถึงลักษณะเฉพาะของโครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ต่างๆ แพทย์สามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อให้มีผลการรักษาที่ตรงเป้าหมายและตรงเป้าหมายต่อร่างกาย ยาแผนปัจจุบันจำนวนมากที่เข้าสู่ร่างกายของเรากำลังมองหา "เป้าหมาย" ที่ถูกต้องซึ่งอาจเป็นช่องไอออน เอนไซม์ ตัวรับ และไบโอมาร์คเกอร์ของเยื่อหุ้มเซลล์ วิธีการรักษานี้ช่วยให้คุณได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นโดยมีผลข้างเคียงน้อยที่สุด

ยาปฏิชีวนะรุ่นล่าสุด เมื่อปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด จะไม่ฆ่าเซลล์ทั้งหมดในแถว แต่ให้มองหาเซลล์ของเชื้อโรคโดยเน้นที่เครื่องหมายในเยื่อหุ้มเซลล์ ยาต้านไมเกรนใหม่ล่าสุดคือ triptans เท่านั้นที่จะบีบรัดหลอดเลือดอักเสบในสมอง โดยแทบไม่มีผลกระทบต่อหัวใจและระบบไหลเวียนโลหิตส่วนปลาย และพวกเขาจำภาชนะที่จำเป็นได้อย่างแม่นยำโดยโปรตีนของเยื่อหุ้มเซลล์ของพวกมัน มีตัวอย่างมากมายเช่นนี้ เราจึงสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์เป็นรากฐานของการพัฒนาสมัยใหม่ วิทยาศาสตร์การแพทย์และช่วยชีวิตคนนับล้านทุกปี

การศึกษา:สถาบันการแพทย์มอสโก I. M. Sechenov พิเศษ - "ยา" ในปี 1991 ในปี 1993 "โรคจากการทำงาน" ในปี 1996 "การบำบัด"

เยื่อหุ้มเซลล์เรียกอีกอย่างว่าพลาสมา (หรือไซโตพลาสซึม) เมมเบรนและพลาสมาเลมมา โครงสร้างนี้ไม่เพียงแต่แยกเนื้อหาภายในของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกเท่านั้น แต่ยังเข้าสู่องค์ประกอบของออร์แกเนลล์ของเซลล์และนิวเคลียสส่วนใหญ่ ในทางกลับกัน การแยกพวกมันออกจากไฮยาโลพลาสซึม (ไซโตซอล) ซึ่งเป็นส่วนหนืด-ของเหลวของไซโตพลาสซึม ตกลงจะโทรไป เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมที่แยกเนื้อหาของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก เงื่อนไขที่เหลือหมายถึงเมมเบรนทั้งหมด

โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์

พื้นฐานของโครงสร้างของเซลล์ (ชีวภาพ) เมมเบรนคือไขมัน (ไขมัน) สองชั้น การก่อตัวของชั้นดังกล่าวสัมพันธ์กับคุณสมบัติของโมเลกุล ไขมันไม่ละลายในน้ำ แต่ควบแน่นในแบบของตัวเอง ส่วนหนึ่งของโมเลกุลไขมันเดี่ยวคือหัวขั้ว (มันถูกดึงดูดด้วยน้ำ เช่น ชอบน้ำ) และอีกส่วนหนึ่งเป็นหางยาวไม่มีขั้วคู่หนึ่ง (ส่วนนี้ของโมเลกุลถูกขับไล่ด้วยน้ำ กล่าวคือ ไม่ชอบน้ำ) . โครงสร้างของโมเลกุลนี้ทำให้พวกเขา "ซ่อน" หางจากน้ำและหันหัวขั้วไปทางน้ำ

เป็นผลให้เกิดไขมัน bilayer ซึ่งหางไม่มีขั้วอยู่ภายใน (หันเข้าหากัน) และหัวขั้วหันออก (ไปยังสภาพแวดล้อมภายนอกและไซโตพลาสซึม) พื้นผิวของเมมเบรนนั้นชอบน้ำ แต่ข้างในนั้นไม่ชอบน้ำ

ในเยื่อหุ้มเซลล์ ฟอสโฟลิปิดมีอิทธิพลเหนือหมู่ลิพิด (เป็นลิปิดเชิงซ้อน) หัวของพวกเขามีกรดฟอสฟอริกตกค้าง นอกจากฟอสโฟลิปิดแล้ว ยังมีไกลโคลิปิด (ลิพิด + คาร์โบไฮเดรต) และโคเลสเตอรอล (เป็นของสเตอรอล) หลังให้ความแข็งแกร่งของเมมเบรนซึ่งอยู่ในความหนาระหว่างหางของไขมันที่เหลือ (คอเลสเตอรอลไม่ชอบน้ำอย่างสมบูรณ์)

เนื่องจากปฏิกิริยาของไฟฟ้าสถิต โมเลกุลโปรตีนบางชนิดจึงถูกยึดติดกับหัวที่มีประจุของไขมัน ซึ่งกลายเป็นโปรตีนเมมเบรนที่พื้นผิว โปรตีนชนิดอื่นๆ มีปฏิสัมพันธ์กับหางที่ไม่มีขั้ว จมลงไปใน bilayer บางส่วน หรือทะลุผ่านเข้าไป

ดังนั้น เยื่อหุ้มเซลล์จึงประกอบด้วยไขมัน 2 ชั้น พื้นผิว (ส่วนต่อพ่วง) แบบจุ่ม (กึ่งส่วนประกอบ) และโปรตีนที่แทรกซึม (อินทิกรัล) นอกจากนี้ โปรตีนและไขมันบางชนิดที่อยู่ด้านนอกของเมมเบรนยังสัมพันธ์กับสายโซ่คาร์โบไฮเดรต

มัน แบบจำลองโมเสกของไหลของโครงสร้างเมมเบรนถูกหยิบยกขึ้นในยุค 70 ของศตวรรษที่ XX ก่อนหน้านี้ แบบจำลองแซนวิชของโครงสร้างถูกสันนิษฐาน โดยที่ lipid bilayer ตั้งอยู่ด้านใน และด้านในและด้านนอกของเมมเบรนถูกปกคลุมด้วยชั้นโปรตีนที่พื้นผิวอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม การสะสมข้อมูลการทดลองได้หักล้างสมมติฐานนี้

ความหนาของเยื่อหุ้มเซลล์ต่างๆ ประมาณ 8 นาโนเมตร เมมเบรน (ด้านที่ต่างกัน) ต่างกันเป็นเปอร์เซ็นต์ ประเภทต่างๆลิปิด โปรตีน กิจกรรมของเอนไซม์ ฯลฯ เยื่อบางอันมีลักษณะเป็นของเหลวและซึมผ่านได้ดีกว่า ส่วนอื่นๆ มีความหนาแน่นมากกว่า

พังผืดในเซลล์ผสานเข้าด้วยกันได้ง่ายเนื่องจากลักษณะทางเคมีกายภาพของไขมันไบเลเยอร์ ในระนาบของเมมเบรน ลิปิดและโปรตีน (เว้นแต่จะได้รับการแก้ไขโดยโครงร่างโครงกระดูก) จะเคลื่อนที่

หน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์

โปรตีนส่วนใหญ่ที่แช่อยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ของเอนไซม์ (เป็นเอนไซม์) บ่อยครั้ง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเยื่อหุ้มเซลล์ของออร์แกเนลล์ของเซลล์) เอ็นไซม์ถูกจัดเรียงในลำดับที่แน่นอนเพื่อให้ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ตัวหนึ่งส่งผ่านไปยังตัวที่สอง จากนั้นตัวที่สาม ฯลฯ สายพานลำเลียงถูกสร้างขึ้นที่ทำให้โปรตีนพื้นผิวคงที่เพราะไม่ ให้เอ็นไซม์ว่ายไปตามไลปิดไบเลเยอร์

เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่แยก (สิ่งกีดขวาง) จากสิ่งแวดล้อมและในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่ขนส่ง อาจกล่าวได้ว่านี่คือจุดประสงค์ที่สำคัญที่สุด เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมที่มีความแข็งแรงและการซึมผ่านแบบเลือกได้ช่วยรักษาความคงตัวขององค์ประกอบภายในของเซลล์ (สภาวะสมดุลและความสมบูรณ์)

ในกรณีนี้การขนส่งสารเกิดขึ้น วิธีทางที่แตกต่าง. การขนส่งตามระดับความเข้มข้นเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า (การแพร่กระจาย) ตัวอย่างเช่น ก๊าซกระจายตัว (CO 2, O 2)

นอกจากนี้ยังมีการเคลื่อนตัวต้านการไล่ระดับความเข้มข้น แต่ด้วยการใช้พลังงาน

การขนส่งเป็นแบบพาสซีฟและน้ำหนักเบา (เมื่อผู้ให้บริการบางคนช่วยเขา) การแพร่กระจายแบบพาสซีฟผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เป็นไปได้สำหรับสารที่ละลายในไขมัน

มีโปรตีนพิเศษที่ทำให้เยื่อดูดซึมน้ำตาลและสารที่ละลายน้ำได้อื่นๆ ตัวพาเหล่านี้จับกับโมเลกุลที่ขนส่งแล้วลากข้ามเมมเบรน นี่คือวิธีการขนส่งกลูโคสเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดแดง

เมื่อรวมกันแล้วโปรตีนที่ทอดยาวสามารถสร้างรูพรุนสำหรับการเคลื่อนที่ของสารบางชนิดผ่านเมมเบรน ตัวพาดังกล่าวไม่เคลื่อนที่ แต่สร้างช่องในเมมเบรนและทำงานคล้ายกับเอนไซม์ซึ่งจับกับสารเฉพาะ การถ่ายโอนเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของโปรตีนเนื่องจากช่องทางที่เกิดขึ้นในเมมเบรน ตัวอย่างคือปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม

ฟังก์ชั่นการขนส่งของเยื่อหุ้มเซลล์ยูคาริโอตยังรับรู้ผ่าน endocytosis (และ exocytosis)ผ่านกลไกเหล่านี้ โมเลกุลขนาดใหญ่ของพอลิเมอร์ชีวภาพ แม้แต่เซลล์ทั้งหมด จะเข้าสู่เซลล์ (และออกจากเซลล์) Endo- และ exocytosis ไม่ใช่ลักษณะของเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด (โปรคาริโอตไม่มีเลย) ดังนั้นจึงพบเอ็นโดไซโตซิสในโปรโตซัวและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนล่าง ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เม็ดเลือดขาวและมาโครฟาจจะดูดซับสารและแบคทีเรียที่เป็นอันตราย กล่าวคือ เอนโดไซโทซิสทำหน้าที่ป้องกันร่างกาย

เอนโดไซโทซิสแบ่งออกเป็น ฟาโกไซโตซิส(ไซโตพลาสซึมห่อหุ้มอนุภาคขนาดใหญ่) และ พิโนไซโทซิส(ดักจับละอองของเหลวที่มีสารที่ละลายอยู่ในนั้น) กลไกของกระบวนการเหล่านี้ใกล้เคียงกัน สารดูดซับบนผิวเซลล์ล้อมรอบด้วยเมมเบรน เกิดถุงน้ำ (phagocytic หรือ pinocytic) ซึ่งจะเคลื่อนเข้าสู่เซลล์

Exocytosis คือการกำจัดสารออกจากเซลล์โดยเยื่อหุ้มไซโตพลาสซึม (ฮอร์โมน โพลีแซ็กคาไรด์ โปรตีน ไขมัน ฯลฯ) สารเหล่านี้อยู่ในถุงเยื่อที่พอดีกับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มทั้งสองผสานและเนื้อหาอยู่นอกเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมทำหน้าที่รับในการทำเช่นนี้ที่ด้านนอกมีโครงสร้างที่สามารถรับรู้ถึงสิ่งเร้าทางเคมีหรือทางกายภาพ โปรตีนบางชนิดที่เจาะพลาสมาเล็มมาเชื่อมต่อจากด้านนอกกับสายโพลีแซ็กคาไรด์ (สร้างไกลโคโปรตีน) เหล่านี้เป็นตัวรับโมเลกุลที่แปลกประหลาดที่จับฮอร์โมน เมื่อฮอร์โมนบางตัวจับกับตัวรับ มันจะเปลี่ยนโครงสร้าง ในทางกลับกันสิ่งนี้จะกระตุ้นกลไกการตอบสนองของเซลล์ ในเวลาเดียวกัน ช่องสัญญาณสามารถเปิดได้ และสารบางชนิดสามารถเริ่มเข้าสู่เซลล์หรือถูกกำจัดออกจากเซลล์ได้

การทำงานของตัวรับของเยื่อหุ้มเซลล์ได้รับการศึกษาอย่างดีจากการทำงานของฮอร์โมนอินซูลิน เมื่ออินซูลินจับกับตัวรับไกลโคโปรตีน ส่วนเร่งปฏิกิริยาภายในเซลล์ของโปรตีนนี้ (เอนไซม์อะดีนิเลตไซคเลส) จะถูกกระตุ้น เอนไซม์สังเคราะห์วงจร AMP จาก ATP มันเปิดใช้งานหรือยับยั้งเอนไซม์ต่าง ๆ ของการเผาผลาญของเซลล์

ฟังก์ชั่นตัวรับของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมยังรวมถึงการจดจำเซลล์ใกล้เคียงที่เป็นชนิดเดียวกัน เซลล์ดังกล่าวเชื่อมต่อกันโดยการติดต่อระหว่างเซลล์ต่างๆ

ในเนื้อเยื่อ ด้วยความช่วยเหลือของการติดต่อระหว่างเซลล์ เซลล์สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันโดยใช้สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำสังเคราะห์ขึ้นเป็นพิเศษ ตัวอย่างหนึ่งของปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวคือการยับยั้งการสัมผัส เมื่อเซลล์หยุดเติบโตหลังจากได้รับข้อมูลว่าพื้นที่ว่างถูกครอบครอง

การติดต่อระหว่างเซลล์นั้นง่าย (เมมเบรนของเซลล์ต่าง ๆ อยู่ติดกัน), การล็อค (การบุกรุกของเมมเบรนของเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง), desmosomes (เมื่อเมมเบรนเชื่อมต่อกันด้วยการรวมกลุ่มของเส้นใยตามขวางที่เจาะเข้าไปในไซโตพลาสซึม) นอกจากนี้ยังมีการติดต่อระหว่างเซลล์ที่หลากหลายเนื่องจากผู้ไกล่เกลี่ย (ตัวกลาง) - ไซแนปส์ ในนั้นสัญญาณไม่เพียงส่งผ่านทางเคมีเท่านั้น แต่ยังส่งสัญญาณทางไฟฟ้าด้วย ไซแนปส์ส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาทและจากเส้นประสาทไปยังกล้ามเนื้อ