Chaque cellule humaine et animale est enveloppée d'une membrane semi-perméable. Il protège l'intérieur de la cellule contre les influences néfastes de l'extérieur et il est responsable de l'échange nécessaire de substances de l'extérieur vers l'intérieur ainsi que de l'intérieur vers l'extérieur. Dans une troisième fonction, la membrane prend en charge la communication entre les cellules, à condition que la cellule soit située au sein d'une association cellulaire.
Qu'est-ce qu'une membrane cellulaire?
La membrane cellulaire entoure chaque cellule humaine et animale et la sépare des autres cellules ou de l'espace extracellulaire. Il doit être sélectivement perméable dans les deux sens pour permettre aux substances nécessaires d'entrer dans la cellule ou pour transporter les produits de dégradation hors de l'intérieur de la cellule. Si la cellule est dans une association cellulaire, la membrane doit être capable de former une sorte de liaison mécanique avec la membrane de la cellule adjacente pour fournir le nécessaire force à l'association de cellules. De plus, la membrane doit pouvoir communiquer avec les cellules voisines attachées. Il doit pouvoir transmettre le plus rapidement possible des «messages» de sa cellule à ses cellules voisines dans une sorte de communication intercellulaire, ou recevoir un message des cellules voisines et le transmettre à sa propre cellule. Pour éviter que la cellule ne soit attaquée par les propres défenses du corps via une réaction auto-immune, la membrane doit avoir des caractéristiques sur le côté faisant face à l'espace extracellulaire qui, en quelque sorte, l'identifient à la système immunitaire en tant que cellule endogène.
Anatomie et structure
La membrane cellulaire est composé d'une double couche de lipides et atteint une épaisseur de seulement 6 à 10 nanomètres. Les groupements lipophiles des deux couches lipidiques se font face, formant une barrière hydrophobe insurmontable pour les fluides aqueux. le lipides de la couche externe sont partiellement glycolisées, et des saccharides peuvent s'être attachés et combinés avec les lipides pour former des glycolipides. Les membranes cellulaires sont entrecoupées de soi-disant membrane protéines, qui effectuent une variété de tâches. Les glycoprotéines sont attachées à la surface tournée vers l'extérieur de la membrane et servent, entre autres, à identifier la cellule comme endogène au système immunitaire . Autre protéines (protéines intégrales) pénètrent dans le membrane cellulaire et communiquer avec l'espace extracellulaire et intracellulaire. Une autre structure importante est formée par les soi-disant canaux ioniques, qui sont formés par canal protéines et permettre certains échanges de substances. Spécifiquement pour l'échange avec d'eau pour surmonter la barrière hydrophobe entre les deux couches lipidiques de la membrane cellulaire, des canaux dits d'eau (aquaporines) sont présents, qui fonctionnent à peu près de manière analogue aux canaux ioniques.
Fonction et tâches
La membrane cellulaire délimite l'intérieur de la cellule de l'extérieur ou des autres cellules et protège le noyau, les organites, le cytoplasme et d'autres parties situées à l'intérieur de la cellule. Malgré sa semi-perméabilité, la membrane peut séparer le fluide aqueux à l'intérieur de la cellule du fluide aqueux à l'extérieur de la cellule - même à des pressions osmotiques différentes. Une autre fonction et tâche est l'échange sélectif de substances entre l'intérieur de la cellule et l'espace extracellulaire. La membrane cellulaire dispose de trois options différentes à cet effet:
- La première option consiste à utiliser un gradient osmotique.
- La deuxième possibilité est d'utiliser l'ion et d'eau canaux qui se sont formés dans la membrane cellulaire. Grâce à divers types de canaux, les ions peuvent être transportés le long d'un gradient de tension électrique.
- Cependant, il y a aussi la possibilité de soi-disant protéines de transport d'ions sous dépense énergétique contre le gradient de tension électrique ou électriquement neutre molécules Pour passer à travers.
Masse le transport via les canaux ioniques fonctionne dans les deux sens. Pour l'échange avec des macromolécules qui ne peuvent être transportées ni par osmose ni par canaux ioniques, la membrane cellulaire peut former des protubérances qui peuvent envelopper les macromolécules puis les transporter à travers la membrane cellulaire jusqu'à l'intérieur de la cellule. Pour les cellules qui ne sont pas directement connectées à nerfs, la communication entre elles est importante: des protéines spéciales en sont responsables, qui sont ancrées dans la membrane cellulaire et reliées à la fois à l'espace intracellulaire et extracellulaire (protéines transmembranaires), de sorte que les informations peuvent être échangées dans les deux sens. L'échange d'informations au sens large inclut également le fait que la membrane cellulaire signale au système immunitaire au moyen de protéines périphériques ancrées qu'il s'agit d'une cellule endogène qui ne doit pas être attaquée.
Maladies et troubles
Le fonctionnement régulier des deux fonctions de base d'échange de substances et de conduction du signal d'une membrane cellulaire constituait la condition préalable à l'émergence d'une vie supérieure. Les effets peuvent être d'autant plus graves si une seule fonction de base de la membrane cellulaire est perturbée. Maladies auto-immunes, qui sont déclenchés par un système immunitaire mal orienté, peuvent être liés de manière causale à un dysfonctionnement des membranes cellulaires du tissu affecté. Dans le cas d'un défaut des protéines membranaires ancrées, le système immunitaire peut classer les cellules non pas comme le propre tissu du patient mais comme un tissu étranger et déclencher des attaques correspondantes. Le syndrome des antiphospholipides de la maladie auto-immune (APS) entraîne une modification de la composition des membranes cellulaires de sang cellules (érythrocytes) car le système immunitaire conduit à une destruction des protéines membranaires associées aux phopholipides. Cela favorise fortement la coagulation, conduisant à une incidence accrue de thrombose, accident vasculaire cérébral, infarctus du myocarde et pulmonaire embolie. Une communication intercellulaire altérée peut également conduire à de graves conséquences. Par exemple, s'il s'agit de protéines transmembranaires, transmettez un «ordre de mort» au voisin cancer les cellules, déclenchant leur mort cellulaire spontanée (apoptose), ne sont pas absorbées par la cellule cancéreuse en raison d'une perturbation du mécanisme de communication, ce qui signifie que les cellules tumorales peuvent se développer sans entrave. Dépôts amyloïdes dans le cerveau de Alzheimer les patients sont très probablement causés par une certaine protéine membranaire étant décomposée par l'enzyme bêta-sécrétase et donc rendue physiologiquement inefficace. Cela signifie que la maladie est causée par un dysfonctionnement de la membrane cellulaire.
