Cellemembran

Menneskets celler indeholder flere forskellige membraner, hvis vigtigste funktioner er at kontrollere og justere transporten af molekyler ind og ud af det de omslutter. Membranerne omkring cellens organeller fx mitokondrie eller cellekerne, nucleus, regulerer tranporten af substrater mellem organellet og cytosolen, mens cellemembranen regulerer transporten ind og ud af cellen. Derudover fungerer cellemembranen også ved at den optager signaler fra nerve- og hormonsystemet, ændrer form på cellen og kan binde sig til naboceller.

Læs også: Cellen opbygning

Cellemembranens opbygning består af et dobbelt lipidlag, hvori der indgår fosfolipid, kolesterol og en række proteiner. Fosfolipidmolekylet har en upolær og en polær del. Den upolære del har fedtkarakter og kaldes derfor lipofil og vender ind imod midten af membranen, mens den polære del har vandkarakter, hydrofil, og vender ud mod vandfaserne. Da cellemembranen består af et dobbelt lipidlag vender der både polære ender af fosfolipider ind mod cytoplasma og ud mod den ekstracellulære væske. Fordelen ved at fosfolipiderne er bipolære er at en fedtholdig membran kan fungere i et vandigt miljø uden at blive opløst.

Eftersom fedtlaget inde i membranen er flydende er det de proteiner der ligger på indersiden af fedtmembranen, som giver cellen sin form. De membranproteiner, som går hele vejen igennem membranen danner kanaler eller pumper, som kan transportere specifikke stoffer igennem fedtmembranen, som ikke selv kan passere direkte over membranen, da de ikke er fedtopløselige. Der er også en række proteiner som ikke går igennem hele cellemembranen, men som virker som enzymer eller katalysatorer for kemiske processer. Derudover sidder der også proteiner på cellemembranens yderside. Disse kan opfange kemiske signaler fra nervesystemet og hormonsystemet og kaldes receptorer. Når de bliver stimuleret kan de påvirke andre proteiner i membranen og cytoplasmet og derved starte en signalkaskade, som kan ændre på cellens aktivitet, struktur og egenskaber.



Transport over cellemembranen

I det følgende vil det blive gennemgået, hvordan transport over cellemembranen kan foregå ved passiv diffusion, faciliteret diffusion, aktiv transport og osmose.

Passiv diffusion over cellemembranen foregår ved, at et stof passivt bevæger sig henover cellemembranen forårsaget af, at der er en lavere koncentration af det pågældende stof der, hvor det diffunderer over til. Fedtopløselige stoffer så som O2, CO2, steroidhormoner og andre fedtstoffer kan frit diffundere over cellemembranen, da de er fedtopløselige. Derudover kan enkelte ioner som fx kalium, natrium, calcium og klor også diffundere gennem cellemembranen via de før omtalte kanaler, som ligger i cellemembranen.

Læs også: Mitokondrier

Ligesom ved passiv diffusion foregår bevægelsen af stoffer ved faciliteret diffusion altid fra højere til lavere koncentrationer. I dette tilfælde er stoffer ikke fedtopløselige og for store til at passere gennem kanalerne i cellemembranen og har derfor brug for hjælp til at passere cellemembranen. De sætter sig derfor på et bestemt transportprotein på ydersiden af membranen, som så transporterer stoffet over membranen uden brug af energi, da den arbejder med koncentrationsgradienten. Det mest kendte eksempel på dette er ved glukosetransport ind i muskelceller via en GLUT-4 transportør.

Aktiv transport adskiller sig fra diffusion ved at det kræver energi (ATP) at transportere et stof, da det skal transporteres mod koncentrationsgradienten. Ligesom ved faciliteret diffusion er der et transportprotein involveret, men dette kan kun fungere ved spaltning af ATP, som derved giver energi.

Osmose opstår, hvis der på hver side af en membran er vand med forskellige koncentrationer af et givent stof, som membranen er impermeable overfor. Fordi stoffet ikke kan bevæge sig over cellemembranen vil vandet bevæge sig gennem cellemembranen via aquaporiner til den side, hvor der er den største koncentration af stoffet. På den måde vil koncentrationen af stoffet i forhold til mængden af vand blive udlignet på de to sider samtidig med at det osmotiske tryk vil stige på den side, hvor der er mest af det pågældende stof.

 

Litteratur:

Widmaier EP, Hershel R, Strang, KT (2006) Vander’s Human Physiology – The Mechanisms of Body Function. 10th edition. McGraw-Hill: New York; page 47-55 + 107-124.

Schibye B, Klausen K (2007) Menneskets fysiologi – Hvile og arbejde. 2. udgave FADL’s Forlag: København; side 19-33.

 

One thought on “Cellemembran

Comments are closed.