2.Функції плазматичної мембрани

Плазматична мембрана, яка оточує цитоплазму, міцна та еластична, бо визначає розміри клітини. Вона виконує насамперед захисну функцію: оберігає внутрішнє середовище клітини від несприятливих впливів. Зокрема, серед мембранних білків є такі, що здатні зв’язувати антигени (мікроорганізми і речовини, які клітина сприймає як чужорідні) і тим самим запобігати їхньому проникненню в клітину. Отже, плазматична мембрана є однією з ланок захисних реакцій організму. Інша її функція – забезпечення обміну речовин з навколишнім середовищем. Плазматична мембрана характеризується напівпроникністю: одні сполуки можуть швидко проходити через неї, інші – повільніше або взагалі не можуть пройти через неї. Сполуки, необхідні для життєдіяльності клітин, а також продукти обміну речовин проникають через плазматичну мембрану за допомогою пасивного чи активного транспорту. У біологічних мембранах відбуваються процеси, пов’язані зі сприйняттям інформації, яка надходить з навколишнього середовища, формуванням і передачею збудження, перетворенням енергії, захистом від проникнення хвороботворних мікроорганізмів та іншими проявами життєдіяльності клітин, органів і організму в цілому. [2]

Мембрани здійснюють сигнальну функцію. Так, у плазматичну мембрану вбудовані сигнальні білки, здатні у відповідь на дію різних факторів навколишнього середовища змінювати свою просторову структуру і внаслідок цього передавати сигнали до клітини. Отже, особливості будови плазматичної мембрани забезпечують подразливість організмів, тобто їхню здатність сприймати подразники і певним чином на них відповідати.

Зовнішня та внутрішня поверхні мембрани можуть бути заряджені по-різному: на одному боці присутній позитивний заряд, на іншому – негативний. Це має важливе значення для здійснення активного транспорту певних молекул і подразливості клітини. Плазматичні мембрани забезпечують міжклітинні контакти в багатоклітинних організмах. Так, у місцях контакту двох тваринних клітин мембрани кожної з них здатні утворювати складки або вирости. Вони надають міжклітинному сполученню особливої міцності та пружності.

Плазматичні мембрани також беруть участь у рості та поділі клітин.

Важлива роль біологічних мембран і в процесах взаємоперетворення різних форм енергії: механічної (наприклад, рух джгутиків, війок), електричної (формування мембранного потенціалу та нервового імпульсу), хімічної (синтез багатих на енергію сполук).

3.Транспорт речовин крізь клітинну мембрану

Клітинні мембрани мають властивості напівпроникності, тобто деякі речовини через них проходять, а інші - ні. Унаслідок цього ті або інші сполуки можуть накопичуватися з якогось боку від мембрани, створюючи концентраційні градієнти. Так, у клітині й поза нею суттєво різниться вміст більшості іонів (табл. 3.1.), що беруть участь у виконанні багатьох фізіологічних процесів. [4]

Таблиця 3.1.

Концентрація деяких іонів усередині м'язового волокна й поза ним (ммоль/л)

Іони	Концентрація
	внутрішньоклітинна	Позаклітинна
Na+	12	145
K+	155	4
Ca2+	0,0001	2,4
Cl-	4	120
HCO3-	8	27
Інші катіони	-	5
Інші аніони	155	7

Стисло перелічимо функціональне призначення іонів деяких металів, які володіють найбільшою біологічною активністю, що виявляється всередині клітини (органоїда) або поза нею.

Так, натрій забезпечує осмотичний тиск, що регулює водний обмін між клітинами й позаклітинним середовищем. Іони натрію беруть участь у підтриманні кислотно-основного стану (КОС) в організмі. У багатьох тканинах вони задіяні в електрохімічних процесах, а також у регуляції функцій нуклеїнових кислот, білків. З ними пов'язане трансмембранне транспортування окремих речовин.

Чимало функцій калію поєднані з функціями натрію, але протилежні їм. Це спостерігають як в електрохімічних процесах, так і у впливі на ферменти (калій активує деякі ферменти гліколізу, а натрій - пригнічує). Разом з тим К⁺ виконує і "свої" функції. Наприклад, його вважають одним з регуляторів процесів транскрипції.

Функціональне призначення кальцію настільки різноманітне й значуще для більшості органів і систем, що регуляцію його обміну забезпечують кілька гормонів. Кальцій необхідний для секреторної активності практично всіх залозистих клітин. У більшості клітин його вважають одним із регуляторів внутрішньоклітинних процесів. Водночас надходження в цитоплазму клітин великої кількості вільного кальцію несприятливе, оскільки в такому разі утворюється малорозчинна сіль фосфату кальцію, під впливом якої припиняється продукування й утилізація аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). Тому в клітинах, де кальцій використовується для забезпечення функцій (наприклад у м'язовій - для скорочення), існує система його депо - саркоплазмами" 1-ний ретикулум (СР). З нього кальцій виходить у цитоплазму на відносно короткий період. У руслі крові цей іон бере участь у забезпеченні процесів гемостазу (спинення кровотечі). У крові понад половини його концентрації перебуває в іонізованому стані, більша частина решти пов'язана з білками, а менша - з розчиненими в крові речовинами (цитратом). Розмаїття функцій кальцію визначає необхідність підтримання його концентрації в крові на рівні 0,25 ммоль (0,5 ммоль1л).

Неорганічні аніони (Сl^-, НСО^-, Н2Р04^- та ін.) також виконують властиві їм функції, про що йтиметься у відповідних розділах. Унаслідок значущості для виконання фізіологічних процесів зазначених неорганічних іонів механізми, що забезпечують надходження і вихід їх через мембранні структури, буде розглянуто далі.

Мембранний транспорт речовин може здійснюватися як односпрямоване перенесення молекул певної речовини або спільний транспорт двох різних молекул в одному або протилежному напрямках. Мембранний транспорт буває трьох видів: пасивний, активний і транспорт у мембранному упакуванні.