Polprepustnost

Polprepustnost se nanaša na biomembrano, ki je selektivno prepustna za nekatere snovi in ​​je druge snovi ne morejo prenesti. Polprepustnost je osnova osmoze in je značilna za celice vseh živih bitij. Motnje polprepustnosti imajo uničujoče posledice za elektrolitno in vodno ravnovesje v celicah.

Kaj je polprepustnost?

Semipermeability dobesedno pomeni "polprepustnost". Izraz pomeni lastnost fizičnih ali bistvenih vmesnikov. Polprepustne površine omogočajo prehajanje nekaterih delcev, medtem ko drugim preprečujejo prehod.

V medicinski tehnologiji in biologiji ima polprepustnost pomembno vlogo zlasti v kontekstu membran. Polprepustne membrane imajo selektivno prepustnost in omogočajo, da določeni delci prehajajo skozi membrano v določeni smeri. Ustrezne membrane predstavljajo ločevalni sistem, ki nekaterim snovem omogoča prehod na drugo stran membrane brez specifičnih transportnih sistemov.

Membrane obdajajo celice, v katerih je treba zaradi preživetja vzdrževati poseben milje. Brez polprepustnosti membran bi bilo ohranjanje specifičnega celičnega okolja nepredstavljivo. V biologiji je polpropustnost tudi osnova za procese, kot so osmoza, osmoregulacija in turgor.

Funkcija in naloga

Izraz membranski transport povzema vse prodore materiala skozi biomembrano. Za membranski transport sta značilna dva bistveno različna mehanizma: poleg prostega prepustnosti v smislu difuzije obstaja še specifičen transport.

Membrana je sestavljena iz lipidnega dvosloja, ki sam po sebi predstavlja pregrado med vodnatimi oddelki celice. Ekstraplazemski in citoplazemski prostor sta na ta način ločena drug od drugega. V predelkih lahko prevladujejo različni miljeji. V nekaterih bioloških sistemih je celična membrana zaradi svoje fluidnosti prepustna za manjše molekule. Ta prepustnost obstaja v biološkem sistemu, na primer za vodo, ki se premika po membrani v skladu z obstoječim gradientom koncentracije v smeri višje koncentracije.

To načelo je temeljni gradnik mnogih organizmov in s tem tudi osnova človeškega organizma. Polprepustne membrane so v prvi vrsti prepustne za topila. Raztopljene snovi pogosto zadrži membrana, da lahko vzdržujemo celično okolje za ločevalnim slojem. To pomeni, da polprepustne membrane omogočajo, da molekule do določene molarne mase ali velikosti prehajajo skozi, medtem ko tiste nad dano molarno maso ali velikostjo preprečujejo, da bi šli skozi.

Znanost zdaj meni, da so začasne nepravilnosti znotraj lipidnih dvoslojev membran glavni vzrok polprepustnosti. Kot osnova osmoze je polprepustnost pomembna sestavina vseh živih organizmov. Izraz osmoza opisuje usmerjeni tok molekulskih delcev skozi selektivno prepustne ali polprepustne membrane. Da bi dosegli regulirano vodno ravnovesje, so celice vsega živega bitja odvisne od osmoze in s tem polprepustnosti.

Za osmoregulacijo je ključna tudi polprepustnost. To pomeni zmožnost uravnavanja koncentracij osmotsko aktivnih snovi v presnovi. Ta sposobnost je, da se izognemo osmotskemu stresu in tudi pomaga živim stvarem, da izkoristijo svoj osmotski potencial.

Poleg tega je polprepustnost osnova za turgorski tlak rastlin. Ta tlak ustreza hidrostatskemu tlaku v celicah, kar omogoča fiziološke procese, kot so izmenjava plina ali različni transportni procesi.

Bolezni in bolezni

Sistemski vnetni odzivi, kot je sepsa, lahko vplivajo na prepustnost. V tem okviru se sprosti mediatorna snov histamin. Po sprostitvi se med drugim poveča prepustnost posod.

Obstaja veliko drugih vnetnih odzivov, ki vplivajo na prepustnost membrane različnih tkiv. Eden od njih je pankreatitis, pri katerem motnja vpliva na polpropustnost sistema kanalov trebušne slinavke. V tem primeru se prepustnost membrane zmanjša. Ta pojav lahko prepoznamo, na primer, po prodoru rentgenskih kontrastnih snovi med diagnostičnim slikanjem.

Nadaljnje motnje prepustnosti membran se pojavijo v okviru bolezni srca in ožilja. V večini primerov vse motnje prepustnosti membrane povzročijo neravnovesje v ravnovesju elektrolitov.

Razen opisanih kontekstov imajo lahko motnje prepustnosti membrane tudi dedno podlago. Dedne mutacije membranskih beljakovin lahko na primer bistveno spremenijo prepustnost celične membrane, na primer pri boleznih, kot je Myotonia congenita Thomsen.

Pri tej bolezni kloridni kanali v mišicah, ki so bili spremenjeni z gensko mutacijo, oslabijo membranski prehod za kloridne ione. Brez prehoda teh ionov mišice ne morejo delovati v celoti.

Končno vse motnje prepustnosti membrane kažejo pomembne učinke na celoten organizem. Če na primer polprepustna membrana nenadoma ni več prepustna za topila, je vodna bilanca v oddelkih celice zunaj ravnovesja. Če je polprepustna membrana spet preveč prepustna, se tudi v tem primeru spremeni specifični del celic. V obeh primerih je prizadeta celica lahko obsojena na smrt, ker je predvideno delovno okolje njenih oddelkov neuravnoteženo.

Avtoimunske bolezni lahko tudi poslabšajo prepustnost membrane. Na primer, antifosfolipidni sindrom je usmerjen posebej proti biomembrani in spreminja njihovo fiziološko prepustnost.

Pri rastlinah opazimo tudi nekatere motnje v prepustnosti membran ali polprepustnost membran, povezanih s parazitnimi organizmi. Nekateri zajedavci izločajo toksine, ki venejo v smislu marasminov. Te snovi povzročajo motnje polprepustnosti, da bi povečale prepustnost v plazmi gostiteljske celice in s tem dobile neoviran dostop.