Што такое мембрана? Будова і функцыі мембраны

Што такое мембрана? Гэта паняцце выкарыстоўваецца ў розных жыццёвых сферах і навуках. Прычым у кожнай з іх яно мае рознае значэнне. Але, так ці інакш, выкарыстанне дадзенага тэрміна звязана са значэннем самага слова. У перакладзе з латыні «мембрана» - гэта перапонка.

Розныя інтэрпрэтацыі паняцця

У тэхніцы і інжынерыі дадзенае паняцце ужываюць, калі гавораць аб тонкай плёнцы або пласцінцы, замацаванай па контуры, як у мікрафон або манометрах.

У біялогіі пад мембранай маюць на ўвазе эластычную малекулярную структуру, якая ёсць у кожнай клетцы і якая выконвае функцыю абароны ад уздзеянняў навакольнага асяроддзя. Яна забяспечвае цэласнасць клеткі і ўдзельнічае ў абменных працэсах са знешнім светам.

Мембрана зваротнага осмасу

Адным з нядаўніх вынаходак з'яўляецца модуль зваротнага осмасу, які выкарыстоўваецца для ачышчэння вады. Дадзеная канструкцыя ўяўляе сабой трубу, якая мае дно і вечка. А ўнутры гэтай трубы як раз і размяшчаецца мембрана зваротнага осмасу, наяўнасць якой забяспечвае атрыманне сверхчистой вады, вызваленай ад розных бактэрыялагічных забруджванняў і біялагічных адкладаў. Механізм ачысткі вадкасці заснаваны на звядзенні да мінімуму мёртвых прастор, у якіх і могуць запасіцца бактэрыі.

Дадзеныя модулі атрымалі шырокае прымяненне ў медыцыне, а калі быць дакладней, то яны забяспечваюць прыборы для гемадыялізу сверхчистой вадой.

Мембраны гідраакумулятараў і пашыральных бакаў. іх замена

Гідраакумулятарам і пашыральныя бакі - гэта прыборы, якія выкарыстоўваюць для таго, каб кампенсаваць залішні ціск (аб'ём) усярэдзіне награвальных прылад.

Што такое мембрана ў дадзеным выпадку? Гэты элемент з'яўляецца асноўнай складнікам прыладаў падобнага тыпу. Ён уплывае на паказчыкі працаздольнасці і надзейнасці ўсёй сістэмы. Па форме мембрана можа адрознівацца. Яна бывае дыяфрагменыя, шаравая і балона. Калі ў бака вялікі аб'ём, то ў заднюю частку элемента ўстаўляецца металічны штуцэр, у якім ёсць адтуліна для страўлівання паветра. У залежнасці ад сферы выкарыстання прыбора падбіраецца матэрыял для вырабу мембраны. Напрыклад, у пашыральных баках сістэмы ацяплення галоўным крытэрыем служыць ўзровень тэрмастойкасці і даўгавечнасці. У выпадку з халодным водазабеспячэннем пры выбары матэрыялу мембраны кіруюцца крытэрыем дынамічнай эластычнасці.

На жаль, не існуе матэрыялу, які можна было б назваць універсальным. Таму яго правільны выбар з'яўляецца адной з найважнейшых умоў працяглай эксплуатацыі прыбора і яго эфектыўнай працы. Часцей за ўсё пласціны вырабляюць з натуральнай каўчукавай, сінтэтычнай бутылавы або этиленпропиленовой гумы.

Замена мембраны ажыццяўляецца шляхам адлучэння гідраакумулятара або пашыральнага бака ад сістэмы. Спачатку адлучаюцца шрубы, якія змацоўваюць фланец і корпус. У некаторых прыборах маецца яшчэ мацаванне ў зоне ніпель. Пасля яго ліквідацыі мембрану можна лёгка атрымаць. Шляхам здзяйснення зваротных дзеянняў трэба паставіць новую мембрану.

палімерныя мембраны

Паняцце «палімерная мембрана» ўжываецца ў некалькіх выпадках. Па-першае, яго выкарыстоўваюць, кажучы аб адным з самых сучасных і прасунутых з пункту гледжання практычнасці дахавых матэрыялаў. Такі тып мембран вырабляецца шляхам прымянення метаду экструдирования, які забяспечвае адсутнасць пустэч у складзе гатовага матэрыялу. Да вартасцяў палімернага вырабы можна аднесці абсалютную воданепранікальнасць, парапранікальнасць, невялікая вага, трываласць, нізкі ўзровень гаручасці, экалагічную бяспеку.

Тэрмін «палімерная мембрана» часта выкарыстоўваецца, калі гаворка заходзіць пра ўжо згаданых вышэй пласцінах зваротнага осмасу, а таксама іншых відах абалонак, вырабленых з арганічных палімераў. Гэта мікра- і ультрафильтрационные вырабы, перапонкі, якія выкарыстоўваюцца пры нанофильтрации. Перавага палімерных мембран у дадзеным кантэксце заключаецца ў высокай тэхналагічнасці і вялікіх магчымасцях кіравання ўласцівасцямі і структурай матэрыялу. Пры гэтым выкарыстоўваюцца невялікія хімічныя і тэхналагічныя варыяцыі працэсу вырабу.

Клеткавая мембрана. Клеткі - адзінкі ўсяго жывога

Даўно вядомы факт, што асноўнай структурнай адзінкай жывога арганізма з'яўляецца клетка. Яна ўяўляе сабой дыферэнцыраваны ўчастак цытаплазмы, які акружаны клеткавай мембранай. У працэсе эвалюцыі, па меры пашырэння межаў функцыянальнасці, яна набыла пластычнасць і тонкасць, бо найважнейшыя працэсы ў арганізме адбываюцца менавіта ў клетках.

Клеткавая мембрана - гэта мяжа клеткі, якая ўяўляе сабой натуральны бар'ер паміж яе унутраным змесцівам і навакольным асяроддзем. Асноўны характэрнай асаблівасцю абалонкі з'яўляецца полупроницаемость, якая забяспечвае пранікненне ў клетку вільгаці і пажыўных рэчываў і вывядзенне з яе прадуктаў распаду. Клеткавая мембрана - гэта асноўная структурная складнік арганізацыі клеткі.

Гістарычныя факты, звязаныя з адкрыццём і даследаваннем клеткавай мембраны

У 1925 году Грендель і Гордер паспяхова паставілі эксперымент па выяўленні «ценяў» эрытрацытаў. Менавіта яны ў працэсе досведаў ўпершыню выявілі ліпідны бислой. Прадаўжальнікі іх працы Даниэлли, Доўсан, Робертсан, Нікалсан у розныя гады працавалі над стварэннем вадкасным-мазаічнай мадэлі структуры мембраны. Канчаткова гэта ўдалося зрабіць Сингшеру ў 1972 годзе.

Асноўныя функцыі клеткавай мембраны

• Аддзяленне ўнутранага змесціва клеткі ад кампаненты навакольнага асяроддзя.
• Спрыянне падтрыманню сталасці хімічнага складу ўнутры клеткі.
• Рэгуляванне збалансаванасці абмену рэчываў.
• Забеспячэнне ўзаемасувязі паміж клеткамі.
• Сігнальная функцыя.
• Ахоўная функцыя.

плазменная абалонка

Што такое мембрана, якую называюць плазменнай абалонкай? Гэта вонкавая клеткавая сценка, якая па сваім будынку з'яўляецца ультрамикроскопической плёнкай таўшчынёй 5-7 наномиллиметров. У яе склад уваходзяць бялковыя злучэнні, фасфаліпіды, вада. Плёнка, быў на той час эластычнай, добра ўбірае вільгаць, а таксама мае здольнасць са імклівай хуткасцю аднаўляць сваю цэласнасць.

Для плазменнай мембраны характэрна ўніверсальны будынак. Яе памежнае становішча абумоўлівае ўдзел у працэсе выбарчай пранікальнасці пры вывядзенні з клеткі прадуктаў распаду. Узаемадзейнічаючы з суседнімі элементамі і надзейна абараняючы змесціва ад пашкоджанні, вонкавая мембрана з'яўляецца адным з самых галоўных кампанентаў будовы клеткі.

Найтанчэйшы пласт, які часам пакрывае клеткавую мембрану жывых арганізмаў, называюць гликокаликсом. Ён складаецца з бялкоў і поліцукрыдаў. А ў раслінных клетках мембрану зверху абараняе спецыяльная сценка, якая таксама выконвае апорную функцыю і падтрымлівае форму. Яна ў асноўным складаецца з абалоніны - нерастваральнага поліцукрыды.

Такім чынам, можна зрабіць выснову, што асноўнымі функцыямі вонкавай клеткавай мембраны з'яўляюцца аднаўленне, абарона і ўзаемадзеянне з суседнімі клеткамі.

асаблівасці будынка

Што такое мембрана? Гэта рухомая абалонка, шырыня якой складае 6-10 наномиллиметров. Аснову яе будовы складае ліпідны бислой і вавёркі. Вугляводы таксама маюцца ў мембране, аднак на іх долю прыпадае толькі 10% ад масы мембран. Але яны ў абавязковым парадку ўтрымліваюцца ў гликолипидах або глікапратэіна.

Калі казаць пра суадносіны колькасці бялкоў і ліпідаў, то яно можа моцна вар'іравацца. Усё залежыць ад тыпу тканіны. Напрыклад, у міэліну змяшчаецца каля 20% бялку, а ў мітахондрыях - каля 80%. Склад мембраны напрамую ўплывае на яе шчыльнасць. Чым больш утрыманне бялку, тым вышэй шчыльнасць абалонкі.

Разнастайнасць функцый ліпідаў

Кожны ліпіды па сваёй прыродзе з'яўляецца фасфаліпіды, якія ўтвараюцца ў выніку ўзаемадзеяння гліцэрыны і сфингозина. Вакол ліпіднага каркаса шчыльна размяшчаюцца вавёркі мембраны, аднак іх пласт не суцэльны. Некаторыя з іх пагружаныя ў пласт ліпідаў, а іншыя як бы праймаюць яго. Гэтым і абумоўлена наяўнасць участкаў, пранікальных для вады.

Відавочным з'яўляецца той факт, што склад ліпідаў у розных мембранах невыпадковы, але выразнага тлумачэння дадзеным феномену пакуль не знойдзена. У любой канкрэтнай абалонцы можа ўтрымлівацца да ста розных тыпаў малекул ліпідаў. Разгледзім фактары, якія, магчыма, уплываюць на вызначэнне ліпіднага складу малекулы мембраны.

• Па-першае, сумесь ліпідаў у абавязковым парадку павінна мець здольнасць да адукацыі стабільнага бислоя, у якім могуць функцыянаваць вавёркі.
• Па-другое, ліпіды павінны спрыяць стабілізацыі моцна дэфармаваных мембран, усталяваньня кантакту паміж абалонкамі або зьвязваньні пэўных бялкоў.
• Па-трэцяе, ліпіды - біярэгулятараў.
• Па-чацвёртае, некаторыя ліпіды з'яўляюцца актыўнымі ўдзельнікамі рэакцый біясінтэзу.

Вавёркі клеткавай мембраны

Вавёркі выконваюць некалькі функцый. Адны гуляюць ролю ферментаў, а іншыя -транспортируют рознага роду рэчывы з навакольнага асяроддзя ўнутр клеткі і назад.

Будова і функцыі мембраны ўладкованыя такім чынам, што інтэгральныя вавёркі наскрозь праймаюць яе, забяспечваючы цесную сувязь. А вось перыферычныя вавёркі звязаныя з мембранай не надта цесна. Іх функцыя складаецца ў тым, каб падтрымліваць структуру абалонкі, атрымліваць і ператвараць сігналы з навакольнага асяроддзя, а таксама служыць каталізатарамі розных рэакцый.

Склад мембраны прадстаўлены, перш за ўсё, бимолекулярным пластом. Яго бесперапыннасць забяспечвае бар'ерныя і механічныя ўласцівасці клеткі. У працэсе жыццядзейнасці можа адбывацца парушэнне структуры бислоя, якое прыводзіць да адукацыі структурных дэфектаў скразных гідрафільных часу. Услед за гэтым могуць парушыцца усе функцыі клеткавай мембраны.

ўласцівасці абалонкі

Асаблівасці клеткавай мембраны абумоўлены яе цякучасцю, дзякуючы якой яна не мае жорсткай структуры. Ліпіды, якія ўваходзяць у яе склад, могуць свабодна перамяшчацца. Можна назіраць асіметрыю клеткавай мембраны. Гэта і з'яўляецца прычынай адрозненні складаў бялковага і ліпіднага слаёў.

Даказаная палярнасць клеткавай мембраны, гэта значыць яе вонкавы бок мае станоўчы зарад, а ўнутраная - адмоўны. Таксама варта адзначыць, што абалонка мае выбарчую праніклівасць. Яна прапускае ўнутр, акрамя вады, толькі пэўныя групы малекул і іёнаў раствораных рэчываў.

Асаблівасці клетачнай мембраны ў раслінных і жывёл арганізмаў

Вонкавая мембрана і Эндаплазматычная сетка клеткі цесна злучаныя. Часта паверхня корпусу пакрыта яшчэ і рознымі выступамі, складкамі, микроворсинками. Плазматычная мембрана клеткі жывёл арганізмаў звонку пакрыта гликопротеиновым пластом, якія выконваюць рэцэптарную і сігнальную функцыі. У раслінных клетак звонку гэтай абалонкі знаходзіцца яшчэ адна, тоўстая і выразна адрозная пад мікраскопам. Абалоніна, з якой яна складаецца, удзельнічае ў фарміраванні апоры ў тканін расліннага паходжання, напрыклад, драўніны.

У клетак жывёл таксама маюцца знешнія структуры, размешчаныя звонку мембраны. Яны выконваюць выключна ахоўную функцыю. У якасці прыкладу можна прывесці хітын, які ўтрымліваецца ў покрыўнай тканіны насякомых.

Акрамя клеткавай, маецца ўнутрыклеткавая, або ўнутраная мембрана. Яна дзеліць клетку на спецыялізаваныя замкнёныя адсекі, якія называюцца арганэл. У іх пастаянна павінна падтрымлівацца пэўная асяроддзе.

Зыходзячы з вышэйсказанага, можна зрабіць выснову, што клеткавая мембрана, характарыстыкі якой даказваюць яе важнасць у функцыянаванні ўсяго арганізма, мае складаны склад і будова, якія залежаць ад многіх унутраных і знешніх фактараў. Пашкоджанне гэтай плёнкі можа прывесці да гібелі клеткі.

Такім чынам, будова і функцыі мембраны залежаць ад сферы навукі або галіне прамысловасці, у якіх прымяняецца дадзенае паняцце. У любым выпадку гэты элемент ўяўляе сабой абалонку або перагародку, якая валодае гнуткасцю і замацоўваецца па краях.