Все в нашей живой природе состоит из клеток, а каждая клетка при этом имеет свой защитный слой – мембрану. Миссию мембраны осуществляют не только защитную, на самом деле у них достаточно много задач – они берут участие в разнообразных важнейших функциях клеток. Такое название этот сложнейший механизм получил уже более ста лет тому назад, а если перевести это слово с латинского, то оно означает просто «пленка».
Что такое клеточная мембрана: все гениальное просто
Клеточная мембрана – это липопротеиновая оболочка, главная задача которой отделять клетки друг от друга и от окружающей среды. Но на этом ее функции не ограничивается и одно из дополнительных ее заданий – обеспечивать взаимодействие между клетками и окружающим миром.
Клеточная мембрана представляет совокупность двух пленок, определенным образом между собой соединенных.
История познания клеточной мембраны началась еще в 1925 году, когда немецкие ученые провели сложный эксперимент и преподнесли миру открытие – билипидный слой клеточной мембраны. Мембрана – это активная и деятельная часть клетки, на которую возложен довольно немалый круг обязанностей.
История изучения мембраны клетки:
- В 1935 году ученые пришли к заключению, что в клеточных мембранах присутствуют белки, которые и обеспечивают им высокое поверхностное натяжение;
- На микрофотоснимках в 1950 году удалось отчетливо запечатлеть эти самые два слоя клеточной мембраны, состоящие из липидных и белковых головок, с прозрачным пространством посередине;
- Некоторое время ходила теория о трехслойном строении мембраны клетки, которую в 60-е годы выдвинул американский микробиолог, что, идущая вперед наука, вскоре опровергла;
- Уже в 70-е годы ученые установили неоднородную и несимметричную структуру мембраны и то, что ее белки имеют разное и строение, и предназначение, а мембраны животных клеток снаружи имеют слой гликопротеинов.
Хотя мембрана и переводится как просто «пленка», строение имеет сложнейшее. Два слоя, из которых она состоит, между собой соединяются определенным образом, еще и при этом их разные стороны имеют разные свойства.
Состав клеточной мембраны: ее строение и уникальность
Самая важная клеточная составляющая мембран – белки. Состав этих белков, а также их расположение и назначение очень разнообразны. Общим является лишь то, что вокруг них всегда располагаются аннулярные липиды – устойчивые и четко структурированные особые жиры. Липиды являются своеобразными «телохранителями» для белков и создают условия и возможности для их работы.
Белки выполняют сложные функции в клеточной мембране, но помимо этого помогают пропустить внутрь клеток или наружу те вещества, что не способны проникнуть сквозь слой липидов.
При увеличении клеточной мембраны с помощью микроскопа, можно заметить слой из липидов, по виду напоминающие шарики, среди которых находятся большие, разнообразной формы, белковые клетки. Такие же мембраны находятся и внутри клетки – они делят ее на отсеки, как на комнаты, в которых располагаются органоиды.
В мембране находятся липиды разных классов:
- Фосфолипиды;
- Гликолипиды;
- Холестерол.
Мембрана являет из себя очень важную функциональную составляющую клетки, ее значение сравнимо с любым другим органоидом (ядра, митохондрии и других). А благодаря своему строению она имеет, без преувеличения, уникальные свойства.
Функции клеточной мембраны: большие обязанности маленькой оболочки
Самая основная функция клеточной мембраны – это механическая. Она состоит в том, чтобы обеспечить каждой конкретной клетке ее автономность, то есть ограничить одну клетку от другой, при этом не нарушая их целостного соединения друг с другом в однородную ткань.
Особенное, уникальное устройство клеточной мембраны обеспечивает ей такую обширную многофункциональность.
Еще одной из важнейших задач мембраны является барьерная функция. Клеточная мембрана всегда «стоит на страже», и именно она решает кто имеет, а кто не имеет права миновать оболочку клетки. Для того, чтобы попасть внутрь клетки, молекулы органических соединений должны пройти своеобразный «кастинг» и иметь строгие параметры – определенный электрический заряд, размер, химические свойства.
Другие функции клеточной мембраны:
- Транспортная, обеспечивающая различные виды обмена, транспортировку веществ в клетку и из нее.
- Матричная, которая определяет расположение органоидов внутри клетки и их взаимодействие.
- Энергетическая, с помощью нее проходят процессы фотосинтеза и дыхания клеток, в которых принимают участие белки.
- Рецепторная, благодаря которой клетки получают различные сигналы.
- Ферментативная, когда белки клеточной мембраны выполняют роль ферментов.
- Биопотенциальная функция мембраны обеспечивает постоянную концентрацию ионов, что поддерживает разность потенциалов внутри и снаружи клетки.
Еще одна уникальная функция клеточной мембраны – маркировочная. Каждый тип клеток, с помощью гликопротеинов (специальных белков мембраны) получает ярлык, по которому клетки распознают друг друга. Именно эта особенность и дает возможность, к примеру, иммунным клеткам организма человека, распознавать «своих» и уничтожать «чужих».
Оболочка клетки: что нам дают знания о ней
В старших классах школы, на уроках биологии, часто можно услышать вопрос – назовите какие вещества входят в состав клеточной мембраны или каковы функции наружной плазматической мембраны? Нехотя отвечая, школьники даже не подозревают при этом о важности подобных знаний для медицинской науки.
Открытия в области строения и функций мембран клетки человека помогли ученым сделать настоящий прорыв в науке и в медицине.
Теория является ценной тогда, когда ее можно применить на практике. В данном случае теория принесла знания о том, почему люди все чаще болеют онкологическими заболеваниями. Негативные факторы человеческой жизни нарушают работу клеточных мембран, их питание и дыхание, что приводит к закисленности организма.
Как нарушения в работе мембраны приводит к раку:
- Образуются условия, не благоприятствующие нормальному функционированию клеток;
- Раковым клеткам для жизни не нужен кислород и щелочная среда;
- В плохих условия, здоровые клетки, пытаясь приспособиться, становятся раковыми;
- Так образуется рак.
Таким образом, используя данные о том из чего состоит плазматическая мембрана и как она выполняет свои функции, врачи могут оказывать воздействие на организм в случае болезни. Современные лекарства уже основываются только на адресном воздействии, не убивая всех подряд, а выискивая и уничтожая возбудителей болезней.
Строение клетки и функции ее органоидов (видео)
Можно с уверенностью сказать, что в основе современной медицинской науки лежат знания о строении и функциях клеточных мембран, и именно это помогает диагностировать, проводить лечебные мероприятия и спасать ежедневно человеческие жизни.
