Permeabilitas membran

Itu Permeabilitas membran mencirikan permeabilitas molekul melalui membran sel. Semua sel dipisahkan dari ruang antar sel oleh biomembran dan pada saat yang sama mengandung organel sel yang pada gilirannya dikelilingi oleh membran. Permeabilitas membran diperlukan untuk kelancaran reaksi biokimia.

Apakah permeabilitas membran?

Permeabilitas membran didefinisikan sebagai permeabilitas biomembran untuk cairan dan zat terlarut. Membran sel, bagaimanapun, tidak permeabel terhadap semua zat. Oleh karena itu, mereka juga dikenal sebagai membran semipermeabel (membran semi permeabel).

Biomembran terdiri dari dua lapisan fosfolipid yang permeabel terhadap gas seperti oksigen atau karbon dioksida serta zat non-polar yang larut dalam lemak. Zat-zat ini dapat melewati membran melalui difusi normal. Molekul polar dan hidrofilik tidak diizinkan masuk. Mereka hanya dapat diangkut melalui membran melalui proses transpor pasif atau aktif.

Membran melindungi ruang sel dalam dan ruang di dalam organel sel. Mereka memastikan pemeliharaan kondisi kimia dan fisik khusus untuk reaksi biokimia penting tanpa gangguan eksternal.

Permeabilitas membran memastikan pengangkutan selektif zat-zat penting dari ruang ekstraseluler ke dalam sel dan menghilangkan produk metabolisme dari sel. Hal yang sama berlaku untuk organel sel individu.

Fungsi & tugas

Membran mutlak diperlukan untuk proses tak terganggu dari reaksi biokimia penting di dalam sel dan organel sel. Permeabilitas membran sama pentingnya untuk dapat memasok sel dengan nutrisi penting seperti protein, karbohidrat, atau lemak. Mineral, vitamin, dan bahan aktif lainnya juga harus bisa melewati membran. Pada saat yang sama, produk metabolisme dibuat yang harus dibuang dari sel.

Namun, membran hanya dapat ditembus oleh molekul lipofilik dan molekul gas kecil seperti oksigen atau karbon dioksida. Hidrofilik kutub atau molekul besar hanya dapat diangkut melalui membran melalui proses transportasi. Ada pilihan pasif dan aktif untuk transpor membran untuk ini.

Transpor pasif bekerja tanpa menyuplai energi ke arah gradien potensial atau konsentrasi. Molekul lipofilik yang lebih kecil atau molekul gas dapat mengalami difusi normal. Difusi normal tidak mungkin lagi dengan molekul yang lebih besar. Protein transpor tertentu atau protein saluran dapat memfasilitasi pengangkutan di sini. Protein transpor menjangkau membran seperti sebuah terowongan. Molekul polar yang lebih kecil dapat melewati terowongan ini melalui aksi asam amino polar. Ini juga memungkinkan pengangkutan ion bermuatan kecil melalui terowongan.

Pilihan transpor pasif lainnya dihasilkan dari aksi protein pembawa yang berspesialisasi dalam molekul tertentu. Ketika molekul itu merapat, mereka mengubah konformasi dan mengangkutnya melalui membran.

Dalam kasus transpor membran aktif, suplai energi diperlukan. Molekul yang sesuai diangkut melawan gradien konsentrasi atau gradien listrik. Proses yang menyuplai energi dihasilkan dari hidrolisis ATP, pembentukan gradien muatan dalam bentuk medan listrik atau peningkatan entropi dengan membangun gradien konsentrasi.

Endositosis atau eksositosis tersedia untuk zat yang tidak dapat menembus membran sama sekali. Pada endositosis, invaginasi biomembran menyerap setetes cairan dan memindahkannya ke dalam sel. Ini menciptakan apa yang disebut endosom, yang mengangkut zat penting ke dalam sitoplasma. Selama eksositosis, produk limbah di sitoplasma dibawa keluar oleh vesikula transpor berlapis membran.

Penyakit & penyakit

Gangguan permeabilitas membran dapat menyebabkan berbagai penyakit. Perubahan tersebut mempengaruhi permeabilitas berbagai ion. Gangguan permeabilitas membran seringkali merupakan akibat dari penyakit kardiovaskular. Hal tersebut dapat mempengaruhi keseimbangan elektrolit tubuh.

Namun, banyak penyebab keturunan juga menyebabkan gangguan permeabilitas membran. Berbagai protein terlibat dalam struktur membran dan bertanggung jawab untuk berfungsinya lapisan ganda lipid. Perubahan genetik pada protein tertentu bertanggung jawab, antara lain, untuk perubahan permeabilitas membran.

Salah satu contohnya adalah penyakit Myotonia congenita Thomsen. Penyakit ini merupakan kelainan genetik pada fungsi otot. Gen yang mengkode saluran klorida membran serat otot bermutasi. Permeabilitas ion klorida berkurang. Hal ini menyebabkan depolarisasi serat otot lebih mudah daripada pada orang sehat. Kecenderungan kontraksi otot meningkat, yang dirasakan kaku. Misalnya, tinju tertutup hanya bisa dibuka dengan penundaan tertentu. Bahkan mata baru bisa dibuka setelah 30 detik setelah ditutup, yang dikenal dengan lid-lag.

Ada juga penyakit autoimun yang secara khusus menargetkan biomembran. Dalam konteks ini dikenal apa yang disebut sindrom antifosfolipid (APS). Pada penyakit ini, sistem kekebalan tubuh diarahkan terhadap protein yang terikat pada membran fosfolipid. Hasilnya adalah peningkatan koagulabilitas darah. Kemungkinan serangan jantung, stroke, dan emboli paru meningkat.

Gangguan permeabilitas membran juga dapat ditemukan pada apa yang disebut penyakit mitokondria. Di mitokondria, energi diperoleh dari pembakaran karbohidrat, lemak, dan protein. Mitokondria adalah organel sel yang juga dikelilingi oleh membran. Sebagian besar radikal bebas dihasilkan di dalam pembangkit listrik tenaga ini. Jika ini tidak ditangkap, membran akan rusak. Ini sangat membatasi fungsi mitokondria. Namun, penyebab berkurangnya efektivitas pemulung radikal beragam.