Полу-пропускливост

Полу-пропускливост се отнася до биомембрана, която е селективно пропусклива за определени вещества и не може да бъде предадена от други вещества. Полупропускливостта е в основата на осмозата и характеризира клетките на всички живи същества. Прекъсванията в полупропускливостта имат пагубни последици за електролитния и водния баланс в клетъчните отделения.

Каква е полупропускливостта?

Полупропускливостта буквално означава „полупропускливост“. Терминът означава свойство на физически или съществени интерфейси. Полупропускливи повърхности позволяват преминаването на определени частици, като същевременно предотвратяват преминаването на други.

В медицинската технология и биологията полупропускливостта играе роля особено в контекста на мембраните. Полупропускливите мембрани имат селективна пропускливост и позволяват на определени частици да преминават през мембраната в определена посока. Съответните мембрани представляват система за разделяне, която позволява на определени вещества да преминават към другата страна на мембраната без специфични транспортни системи.

Мембраните обграждат клетки, в които трябва да се поддържа специфична среда за оцеляване. Без полупропускливостта на мембраните поддържането на специфичната клетъчна среда би било немислимо. В биологията полупропускливостта е основа и за процеси като осмоза, осморегулация и тургор.

Функция и задача

Терминът мембранен транспорт обобщава всички прониквания на материали през биомембрана. Мембранният транспорт се характеризира с два коренно различни механизма: в допълнение към свободното просмукване в смисъл на дифузия има и специфичен транспорт.

Мембраната се състои от липиден двуслоен, който сам по себе си представлява бариера между воднистите отделения на клетката. Екстраплазменото и цитоплазменото пространство са разделени един от друг по този начин. В отделенията може да преобладава различна среда. В определени биологични системи клетъчната мембрана е пропусклива за по-малки молекули благодарение на своята течливост. Тази пропускливост съществува в биологичната система, например, за вода, която се движи по мембраната в съответствие със съществуващия градиент на концентрация в посока на по-високата концентрация.

Този принцип е основен градивен елемент на много организми и по този начин също е основа на човешкия организъм. Полупропускливите мембрани са предимно пропускливи за разтворители. Разтворените вещества често се задържат от мембраната, за да могат да поддържат клетъчната среда зад разделителния слой. Това означава, че полупропускливите мембрани позволяват да преминават през молекули до определена моларна маса или размер, докато тези над дадената моларна маса или размер са възпрепятствани да преминат.

Сега науката счита временните нередности в липидните двуслойности на мембраните за основна причина за полупропускливост. Като основа на осмозата полупропускливостта е важен компонент на всички живи организми. Терминът осмоза описва насочения поток от молекулни частици през селективно пропускливи или полупропускливи мембрани. За да се постигне регулиран воден баланс, клетките на всички живи същества са зависими от осмозата и по този начин полупропускливостта.

Полупропускливостта също е от решаващо значение за осморегулацията. Това означава способността за регулиране на концентрациите на осмотично активни вещества в метаболизма. Тази способност служи за избягване на осмотичен стрес, а също така помага на живите същества да се възползват от своя осмотичен потенциал.

Освен това полупропускливостта е в основата на тургорното налягане на растенията. Това налягане съответства на хидростатично налягане в клетките, което позволява физиологични процеси като газообмен или различни транспортни процеси.

Болести и неразположения

Системните възпалителни реакции като сепсис могат да повлияят на пропускливостта. В този контекст медиаторното вещество хистамин се освобождава. След освобождаването пропускливостта на съдовете се увеличава, наред с други неща.

Съществуват много други възпалителни реакции, които засягат мембранната пропускливост на различни тъкани. Един от тях е панкреатитът, при който полупропускливостта на панкреатичната система на каналите е повлияна от нарушения. В този случай пропускливостта на мембраната на клетките намалява. Това явление може да бъде разпознато, например, от навлизането на рентгенови контрастни среди по време на диагностично изображение.

По-нататъшни нарушения на мембранната пропускливост възникват на фона на сърдечно-съдови заболявания. В повечето случаи всички нарушения на пропускливостта на мембраната водят до дисбаланс в електролитния баланс.

Освен описания контекст, нарушенията на мембранната пропускливост могат да имат и наследствена основа. Наследствената мутация на мембранните протеини може например да промени значително пропускливостта на клетъчната мембрана, например при заболявания като Myotonia congenita Thomsen.

При това заболяване хлоридните канали в мускулите, които са променени чрез генетична мутация, увреждат мембранния проход за хлоридни йони. Без преминаването на тези йони мускулите не могат да работят до пълния си потенциал.

В крайна сметка всички нарушения на пропускливостта на мембраната показват значителни ефекти върху целия организъм. Ако например полупропусклива мембрана изведнъж вече не е пропусклива за разтворители, водният баланс в отделенията на клетката е дисбалансиран. Ако полупропусклива мембрана отново е твърде пропусклива, специфичната среда на клетъчните отделения се променя и в този случай. И в двата случая засегнатата клетка може да бъде обречена да умре, защото предвидената работна среда на нейните отделения е извън баланс.

Автоимунните заболявания също могат да влошат мембранната пропускливост. Антифосфолипидният синдром например е насочен специално срещу биомембраната и променя физиологичната им пропускливост.

При растенията се наблюдават и някои нарушения в мембранната пропускливост или полупропускливостта на мембраните, свързани с паразитни организми. Някои паразити отделят увяхнали токсини по смисъла на маразмините. Тези вещества причиняват нарушения на полупропускливостта, за да причинят увеличаване на пропускливостта в плазмата на клетката гостоприемник и по този начин да получат безпрепятствен достъп.