MÀNG BÁN THẤM: ĐẶC ĐIỂM, VẬN CHUYỂN, CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Các màng bán thấm , còn gọi là "chọn lọc thấm" là màng cho phép việc thông qua một số chất, nhưng ngăn chặn thông qua therethrough khác. Các màng này có thể là tự nhiên hoặc tổng hợp.

Màng tự nhiên là màng của tất cả các tế bào sống, trong khi màng tổng hợp, có thể có nguồn gốc tự nhiên (cellulose) hoặc không, là những màng được tổng hợp cho các mục đích sử dụng khác nhau.

Biểu diễn giản đồ của màng bán thấm (Nguồn: Adam Rędzikowski qua Wikimedia Commons)

Một ví dụ về công dụng của màng bán thấm nhân tạo hoặc tổng hợp là những màng được sử dụng cho máy thẩm tách thận, hoặc những màng được sử dụng để lọc hỗn hợp trong công nghiệp hoặc trong các quy trình hóa học khác nhau.

Sự di chuyển của các chất qua màng bán thấm xảy ra theo nhiều cơ chế khác nhau. Trong các màng tế bào và màng tổng hợp, điều này có thể xảy ra bằng cách khuếch tán qua các lỗ có đường kính khác nhau, các lỗ này "chọn" theo kích thước các chất đi qua màng. Nó cũng có thể xảy ra rằng các chất đi vào bằng cách khuếch tán hòa tan trong màng.

Trong tế bào sống, sự di chuyển của các chất qua màng có thể xảy ra nhờ các chất vận chuyển có tác dụng thay đổi hoặc chống lại các gradien nồng độ của các chất. Trong trường hợp này, một gradient là sự chênh lệch về nồng độ của một chất ở cả hai mặt của màng.

Tất cả các tế bào trên trái đất đều có màng, màng này bảo vệ và ngăn cách các thành phần bên trong của chúng với môi trường bên ngoài. Không có màng thì không có tế bào và không có tế bào thì không có sự sống.

Vì những màng này là ví dụ phổ biến nhất của màng bán thấm, nên sau đây sẽ đặc biệt chú trọng đến những màng này.

nét đặc trưng

Các nghiên cứu đầu tiên để làm sáng tỏ các thành phần của màng sinh học được thực hiện bằng cách sử dụng các tế bào hồng cầu. Trong những nghiên cứu này, sự hiện diện của một lớp kép tạo thành màng đã được chứng minh và sau đó người ta phát hiện ra rằng thành phần của những lớp này là lipid và protein.

Tất cả các màng sinh học được tạo thành từ một ma trận lipid kép có các loại protein khác nhau được “nhúng vào”.

Chất nền lipid của màng tế bào được tạo thành từ các axit béo bão hòa và không bão hòa; sau đó tạo cho màng một độ lưu động nhất định.

Lipid được sắp xếp theo cách mà chúng tạo thành một lớp kép, trong đó mỗi lipid, có một đầu ưa nước (có ái lực với nước) và một hoặc hai đuôi kỵ nước (ám ảnh nước, đẩy nước), có đuôi hydrocacbon. đối diện nhau ở trung tâm của cấu trúc.

Phospholipid là loại lipid phong phú nhất tạo nên màng sinh học. Chúng bao gồm phosphatidylcholine, phosphatidylinositol, phosphatidylethanolamine và phosphatidylserine.

Ví dụ về màng sinh học bán thấm (Nguồn: LadyofHats qua Wikimedia Commons)

Trong số các lipid màng còn có cholesterol và glycolipid, tất cả chúng đều có đặc tính lưỡng tính.

Các protein của màng bán thấm thuộc một số loại (một số loại trong số này có thể có hoạt tính enzym):

(1) những cái tạo thành kênh ion hoặc lỗ chân lông

(2) protein vận chuyển

(3) các protein liên kết vùng tế bào này với vùng tế bào khác và cho phép các mô hình thành

(4) các protein thụ thể liên kết với các tầng nội bào và

Vận chuyển

Trong màng sinh học bán thấm, vận chuyển có thể bằng khuếch tán đơn giản, khuếch tán thuận lợi, đồng vận chuyển, vận chuyển tích cực và vận chuyển tích cực thứ cấp.

Vận chuyển khuếch tán đơn giản

Trong kiểu vận chuyển này, năng lượng di chuyển các chất qua màng là sự chênh lệch nồng độ tồn tại đối với các chất đó ở cả hai phía của màng.

Như vậy, các chất đi theo nghĩa nhiều hơn → ít hơn, nghĩa là từ nơi tập trung nhiều hơn đến nơi ít tập trung hơn.

Sự khuếch tán có thể xảy ra do chất bị pha loãng trong màng hoặc đi qua các lỗ hoặc kênh. Lỗ chân lông hoặc kênh có hai loại: loại luôn mở và loại mở và đóng, tức là chúng mở tạm thời.

Các lỗ rỗng mở tạm thời lần lượt có thể (1) phụ thuộc điện áp, nghĩa là chúng mở ra để đáp ứng với một điện áp nhất định và (2) phụ thuộc phối tử, phải liên kết với một số hóa chất cụ thể để mở.

Vận chuyển bằng cách khuếch tán thuận lợi

Trong trường hợp này, một chất vận chuyển sẽ di chuyển chất cần vận chuyển từ bên này sang bên kia của màng. Các chất vận chuyển này là các protein màng có thể tồn tại vĩnh viễn trên màng hoặc trong các túi hợp nhất với nó khi cần thiết.

Các chất vận chuyển này cũng làm việc có lợi cho các gradient nồng độ của các chất mà chúng vận chuyển.

Các loại vận chuyển này không yêu cầu tiêu thụ năng lượng và do đó được gọi là vận chuyển thụ động, vì chúng xảy ra có lợi cho gradient nồng độ.

Đồng vận chuyển

Một loại vận chuyển thụ động khác qua màng bán thấm được gọi là vận chuyển cotransport. Trong trường hợp này, gradien nồng độ của một chất được sử dụng để vận chuyển đồng thời chất khác so với gradien của nó.

Loại vận chuyển này có thể ở hai dạng: vận chuyển theo chiều, trong đó hai chất được vận chuyển cùng chiều và phản vận chuyển, trong đó một chất được vận chuyển theo một hướng và chất kia theo hướng ngược lại.

Vận chuyển màng tích cực

Những thứ này đòi hỏi năng lượng và những thứ đã biết sử dụng ATP, đó là lý do tại sao chúng được gọi là ATPase. Các chất vận chuyển này với hoạt tính của enzym sẽ thủy phân ATP để thu được năng lượng cần thiết cho sự chuyển động của các chất so với gradien nồng độ của chúng.

Ba loại ATPase được biết đến:

Máy bơm Na + / K + và máy bơm canxi (canxi ATPase). Chúng có cấu trúc được hình thành bởi một tiểu đơn vị α và ß nằm trong màng.

ATPases V và ATPases F, có hình dạng thân đặc trưng được tạo thành từ một số tiểu đơn vị và phần đầu quay xung quanh tiểu đơn vị thân.

ATPases V phục vụ để bơm các ion hydro chống lại một gradient nồng độ, trong dạ dày và trong lysosome, chẳng hạn. Trong một số mụn nước, chẳng hạn như túi dopaminergic, có những quả bom khinh khí loại này bơm H + vào trong túi.

Các ATPase F tận dụng gradient H + để chúng di chuyển qua cấu trúc của nó và lấy ADP và P và tạo thành ATP, tức là, thay vì thủy phân ATP, chúng sẽ tổng hợp nó. Chúng được tìm thấy trong màng của ty thể.

Vận chuyển tích cực thứ cấp

Chính sự vận chuyển đó, sử dụng gradient điện hóa được tạo ra bởi một ATPase, kéo một chất khác chống lại gradient. Tức là, sự vận chuyển của chất thứ hai so với gradien nồng độ của nó không trực tiếp đi đôi với việc sử dụng ATP của phân tử chất vận chuyển.

Đặc trưng

Trong tế bào sống, sự hiện diện của màng bán thấm làm cho nó có thể duy trì trong chúng nồng độ các chất hoàn toàn khác với nồng độ của các chất tương tự trong môi trường ngoại bào.

Tuy nhiên, bất chấp sự khác biệt về nồng độ này và các kênh hoặc lỗ mở cho các chất nhất định, các phân tử này không thoát ra hoặc đi vào, trừ khi cần hoặc thay đổi một số điều kiện nhất định.

Nguyên nhân của hiện tượng này là do có sự cân bằng điện hóa làm cho sự chênh lệch nồng độ trên các màng được bù lại bằng gradien điện tạo ra bởi các ion khuếch tán và điều này xảy ra do một số chất không thể thoát ra bên trong tế bào. .

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Sinh học Tế bào cần thiết. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Sinh học phân tử của tế bào (xuất bản lần thứ 5). New York: Garland Science, Taylor & Francis Group.
3. Berne, R., & Levy, M. (1990). Sinh lý học. Mosby; Ấn bản Ed quốc tế.
4. Fox, SI (2006). Sinh lý học con người (xuất bản lần thứ 9). New York, Mỹ: Nhà xuất bản McGraw-Hill.
5. Luckey, M. (2008). Sinh học cấu trúc màng: với các cơ sở lý hóa và lý sinh. Nhà xuất bản Đại học Cambridge.