Напівпроникність

Напівпроникність "біомембрана" відноситься до селективно проникних для певних речовин і не може передаватися іншим речовинам. Напівпроникність є основою осмосу і характеризує клітини всього живого. Порушення напівпроникності мають руйнівні наслідки для електролітного та водного балансу в клітинних відділеннях.

Що таке напівпроникність?

Напівпроникність буквально означає «напівпроникність». Термін означає властивість фізичних або істотних інтерфейсів. Напівпроникні поверхні дозволяють проходити певні частинки, перешкоджаючи проходженню інших.

У медичній техніці та біології напівпроникність відіграє важливу роль, особливо в контексті мембран. Напівпроникні мембрани мають селективну проникність і дозволяють певним частинкам проходити через мембрану в певному напрямку. Відповідні мембрани являють собою систему поділу, яка дозволяє певним речовинам переходити на інший бік мембрани без конкретних транспортних систем.

Мембрани оточують клітини, в яких для виживання має підтримуватися певна середовище. Без напівпроникності мембран збереження специфічного клітинного середовища було б немислимим. У біології напівпроникність також є основою для таких процесів, як осмос, осморегуляція та тургор.

Функція та завдання

Термін мембранний транспорт узагальнює всі проникнення матеріалу через біомембрану. Мембранний транспорт характеризується двома принципово різними механізмами: крім вільного проникнення в сенсі дифузії, існує також специфічний транспорт.

Мембрана складається з ліпідного двошарового, який сам по собі являє собою бар'єр між водянистими відділеннями клітини. Екстраплазматичний і цитоплазматичний простір відокремлюються один від одного таким чином. У купе можуть переважати різні оточення. У певних біологічних системах клітинна мембрана проникна для менших молекул завдяки своїй плинності. Ця проникність існує в біологічній системі, наприклад, для води, яка рухається вздовж мембрани відповідно до існуючого градієнта концентрації у напрямку вищої концентрації.

Цей принцип є основним будівельним елементом багатьох організмів, а отже, і основою людського організму. Напівпроникні мембрани в першу чергу проникні для розчинників. Розчинені речовини часто утримуються мембраною, щоб мати можливість підтримувати клітинне середовище поза розділюючим шаром. Це означає, що напівпроникні мембрани дозволяють проходити молекулам до певної молярної маси або розміру, тоді як ті, що знаходяться над заданою молярною масою або розміром, не можуть пройти крізь.

Зараз наука вважає тимчасові порушення в ліпідних шарах мембран першопричиною напівпроникності. На основі осмосу напівпроникність є важливим компонентом усіх живих організмів. Термін осмос описує спрямований потік молекулярних частинок через селективно проникну або напівпроникну мембрану. Для досягнення регульованого водного балансу клітини всього живого істоти залежать від осмосу і, отже, напівпроникності.

Напівпроникність також має вирішальне значення для осморегуляції. Це означає здатність регулювати концентрації осмотично активних речовин в обміні речовин. Ця здатність допомагає уникнути осмотичного стресу, а також допомагає живим істотам скористатися своїм осмотичним потенціалом.

Крім того, напівпроникність лежить в основі тургорного тиску рослин. Цей тиск відповідає гідростатичному тиску в клітинах, що дозволяє здійснювати фізіологічні процеси, такі як газообмін або різні транспортні процеси.

Хвороби та недуги

Системні запальні реакції, такі як сепсис, можуть впливати на проникність. У цьому контексті виділяється посереднича речовина гістамін. Після вивільнення проникність судин, серед іншого, збільшується.

Існує багато інших запальних реакцій, які впливають на мембранну проникність різних тканин. Один з них - панкреатит, при якому на напівпроникність системи протоків підшлункової залози впливають розлади. Мембранна проникність клітин в цьому випадку знижується. Це явище можна розпізнати, наприклад, по проникненню рентгеноконтрастної речовини під час діагностичної візуалізації.

Подальші розлади мембранної проникності виникають на тлі серцево-судинних захворювань. У більшості випадків усі порушення мембранної проникності призводять до порушення рівноваги електролітного балансу.

Крім описаних контекстів, порушення мембранної проникності також можуть мати спадкову основу. Спадкова мутація мембранних білків може, наприклад, істотно змінити проникність клітинної мембрани, наприклад при таких захворюваннях, як Myotonia congenita Thomsen.

При цьому захворюванні хлоридні канали всередині м’язів, які були змінені генетичною мутацією, погіршують прохід мембрани для хлорид-іонів. Без проходження цих іонів м'язи не можуть працювати на повний потенціал.

Зрештою, всі порушення проникності мембран виявляють суттєвий вплив на весь організм. Якщо, наприклад, напівпроникна мембрана раптом більше не проникна для розчинників, водний баланс у відділеннях клітини виводиться з рівноваги. Якщо напівпроникна мембрана знову занадто проникна, специфічна середовище клітинних відділень змінюється і в цьому випадку. В обох випадках уражена клітина може бути приречена на загибель, оскільки передбачуване робоче середовище її відділень не врівноважено.

Аутоімунні захворювання також можуть погіршити проникність мембран. Наприклад, антифосфоліпідний синдром спрямований спеціально проти біомембрани і змінює їх фізіологічну проникність.

У рослин також спостерігаються деякі порушення мембранної проникності або напівпроникність мембран, пов’язаних з паразитарними організмами. Деякі паразити виділяють в'янучі токсини в сенсі маразинів. Ці речовини викликають порушення напівпроникності, щоб викликати збільшення проникності в плазмі клітини-господаря і, таким чином, отримати безперешкодний доступ.