Транспорт веществ через плазмолемму

Пассивный транспорт не требует затрат энергии. Путем простой диффузии через плазмолемму проходят молекулы кислорода, воды, углекислого газа и др. Он малоспецифичен и идет по градиенту концентрации соответствующего вещества. Облегченная диффузия обеспечивается каналами в плазмолемме и специальными белками-переносчиками – пермеазами.

Активный транспорт осуществляется с затратой энергии. Существуют две основные разновидности активного транспорта. Одна из них обеспечивается с помощью встроенных в плазмолемму молекулярных насосов, которые обладают высокой специфичностью, транспортируя только определенные виды молекул. К ним относятся натрий-калиевый, протонный и кальциевый насосы, а также транспортер глюкозы. Вторая разновидность активного транспорта связана с пространственными преобразованиями плазмолеммы и включает эндоцитоз, обеспечивающий транспорт макромолекул в клетку, и экзоцитоз,который осуществляет выведение веществ из клетки. Процессы эндоцитоза и экзоцитоза сбалансированы таким образом, что площадь поверхности плазмолеммы обычно остается постоянной.

Важная роль в клетке принадлежит встроенным в плазмолемму белкам-рецепторам. Их центры связывания располагаются на поверхности плазмолеммы, обеспечивая восприятие лигандов - молекулярных сигналов, посылаемых другими клетками. Связывание лиганда рецептором осуществляется обратимо на основе их пространственной комплементарности в соответствии с законом действующих масс. Все это определяет высокую чувствительность и избирательность межклеточных коммуникаций.

Рецепторы часто сопряжены с насосами, регулируя их активность. Например, пептидный гормон инсулин через специфический к нему рецептор регулирует активность транспортера глюкозы. Рецепторы образуют также комплексы с расположенными на цитоплазматической стороне плазмолеммы протеинкиназами – ферментами, которые фосфорилируют специфические белки и регулируют тем самым метаболизм в клетке. Многие из них через G-белки связаны с аденилатциклазой - ферментом, который активирует такие вторичные посредники как циклический АМФ и кальций. Увеличение концентрации вторичных посредников в цитоплазме, в свою очередь, приводит к активации клеток. Например, при повышении уровня циклического АМФ содержащиеся в крови нейтрофильные гранулоциты приобретают способность прикрепляться к стенкам сосудов и атаковать проникшие в организм бактерии.

В плазмолемму встроены особые трансмембранные белки – интегрины. Они участвуют в распознавании клеток друг другом, а также обеспечивают их взаимодействие с компонентами межклеточного вещества при формировании тканевых структур.

Таким образом, плазмолемма выполняет в клетке ряд функций. Наиболее важными из них являются:

1. межмембранный транспорт молекул и надмолекулярных комплексов;

2. межклеточные коммуникации;

3. распознавание других клеток и образование клеточных комплексов;

4. поддержание размеров и формы клетки, а также ее активное передвижение;

5. распознавание компонентов межклеточного вещества и прикрепление к ним;