Totes les cèl·lules humanes i animals estan embolcallades per una membrana semipermeable. Protegeix l’interior de la cèl·lula contra les influències nocives de l’exterior i és responsable de l’intercanvi necessari de substàncies de l’exterior a l’interior i de l’interior a l’exterior. En una tercera funció, la membrana assumeix la comunicació entre les cèl·lules, sempre que la cèl·lula estigui ubicada dins d’una associació cel·lular.
Què és una membrana cel·lular?
El membrana cel · lular envolta totes les cèl·lules humanes i animals i les separa d'altres cèl·lules o de l'espai extracel·lular. Ha de ser selectivament permeable en ambdues direccions per permetre les substàncies necessàries a la cèl·lula o per transportar productes de degradació fora de l’interior de la cèl·lula. Si la cèl·lula es troba dins d’una associació cel·lular, la membrana ha de ser capaç de formar algun tipus d’enllaç mecànic amb la membrana de la cèl·lula adjacent per proporcionar el necessari força a l’associació cel·lular. A més, la membrana ha de poder comunicar-se amb les cèl·lules veïnes connectades. Ha de ser capaç de transmetre "missatges" des de la seva cel·la a les cel·les veïnes tan aviat com sigui possible en una mena de comunicació intercel·lular, o bé rebre un missatge de les cel·les veïnes i transmetre'l a la seva pròpia cel·la. Per evitar que la cèl·lula sigui atacada per les pròpies defenses del cos mitjançant una reacció autoimmune, la membrana ha de tenir característiques al costat que mira cap a l’espai extracel·lular que, per dir-ho així, l’identifiquen a la sistema immune com a cèl·lula endògena.
Anatomia i estructura
El membrana cel · lular està compost per una doble capa de lípids i assoleix un gruix de només 6 a 10 nanòmetres. Els grups lipofílics de les dues capes lipidiques s’enfronten, formant una barrera hidrofòbica insalvable per als fluids aquosos. El lípids de la capa externa estan parcialment glicolitzats, i els sacàrids es poden unir i combinar amb els lípids per formar glicolípids. Les membranes cel·lulars s’intercalen amb l’anomenada membrana proteïnes, que realitzen diverses tasques. Les glicoproteïnes s’uneixen a la superfície exterior de la membrana i serveixen, entre altres coses, per identificar la cèl·lula com a endògena del sistema immune. Un altre proteïnes (proteïnes integrals) penetren a la membrana cel · lular i comunicar-se amb l’espai extracel·lular i intracel·lular. Una altra estructura important la formen els anomenats canals iònics, que estan formats per canals proteïnes i permetre certs intercanvis de substàncies. Específicament per a l’intercanvi amb aigua per superar la barrera hidrofòbica entre les dues capes lipídiques de la membrana cel·lular, hi ha els anomenats canals d’aigua (aquaporines), que funcionen aproximadament anàlogament als canals iònics.
Funció i tasques
La membrana cel·lular delimita l'interior de la cèl·lula de l'exterior o d'altres cèl·lules i protegeix el nucli, els orgànuls, el citoplasma i altres parts situades dins de la cèl·lula. Tot i la seva semipermeabilitat, la membrana pot separar el fluid aquós dins de la cèl·lula del fluid aquós fora de la cèl·lula, fins i tot a diferents pressions osmòtiques. Una altra funció i tasca és l’intercanvi selectiu de substàncies entre l’interior cel·lular i l’espai extracel·lular. La membrana cel·lular té tres opcions diferents disponibles per a aquest propòsit:
- La primera opció és utilitzar gradient osmòtic.
- La segona possibilitat és utilitzar l’ió i aigua canals que s’han format a la membrana cel·lular. A través de diversos tipus de canals, els ions es poden transportar al llarg d’un gradient de tensió elèctrica.
- No obstant això, també hi ha la possibilitat dels anomenats ions de proteïnes de transport sota despesa energètica contra el gradient de tensió elèctrica o elèctricament neutre molècules passar-hi.
Massa el transport per canals iònics funciona en ambdues direccions. Per a l’intercanvi amb macromolècules que no es poden transportar ni per l’osmosi ni pels canals iònics, la membrana cel·lular pot formar protuberàncies que poden envoltar les macromolècules i transportar-les a través de la membrana cel·lular fins a l’interior de la cèl·lula. Per a les cel·les que no estan connectades directament els nervis, són importants les comunicacions entre si. Les proteïnes especials són les responsables, ancorades a la membrana cel·lular i connectades a l’espai intracel·lular i extracel·lular (proteïnes transmembrana), de manera que es pot intercanviar informació en ambdues direccions. L’intercanvi d’informació en el sentit més ampli també inclou el fet que la membrana cel·lular fa senyals a la sistema immune mitjançant proteïnes perifèriques acoblades que és una cèl·lula endògena que no s’ha d’atacar.
Malalties i trastorns
El funcionament regular de les dues funcions bàsiques d’intercanvi de substàncies i la conducció de senyals d’una membrana cel·lular van constituir el requisit previ per a l’aparició d’una vida superior. Els efectes poden ser corresponents si només es pertorba una funció bàsica de la membrana cel·lular. Malalties autoimmunitàries, desencadenats per un sistema immunitari equivocat, poden estar relacionats causalment amb un mal funcionament de les membranes cel·lulars del teixit afectat. En el cas d’un defecte de les proteïnes de la membrana acoblada, el sistema immunitari pot classificar les cèl·lules no com a teixit del pacient sinó com a teixit estrany i iniciar els atacs corresponents. La síndrome antifosfolípida de malaltia autoimmune (APS) condueix a una composició alterada de les membranes cel·lulars de color vermell sang cèl · lules (eritròcits) perquè el sistema immunitari condueix a la destrucció de proteïnes de membrana associades als filofípids. Això afavoreix fortament la coagulació, cosa que provoca una major incidència de trombosi, carrera, infart de miocardi i pulmonar embòlia. La comunicació intercel·lular deteriorada també pot lead fins a greus conseqüències. Per exemple, si es tracta de proteïnes transmembrana, transmeti un "ordre de mort" als veïns càncer les cèl·lules, que provoquen la mort espontània de les cèl·lules (apoptosi), no són captades per la cèl·lula cancerosa a causa d'una interrupció del mecanisme de comunicació, cosa que significa que les cèl·lules tumorals es poden desenvolupar sense obstacles. Dipòsits amiloides al cervell de La malaltia d'Alzheimer els pacients són probablement causats per una determinada proteïna de membrana que es descompon per l'enzim beta-secretasa i, per tant, es fa ineficaç fisiològicament. Això significa que la malaltia és causada per un mal funcionament de la membrana cel·lular.
