Semi-permeabilitate

Semi-permeabilitate se referă la biomembrana care este selectiv permeabilă la anumite substanțe și care nu poate fi trecută de alte substanțe. Semi-permeabilitatea este baza osmozei și caracterizează celulele tuturor viețuitoarelor. Întreruperile semipermeabilității au consecințe devastatoare pentru electrolitul și echilibrul de apă din compartimentele celulare.

Ce este semi-permeabilitatea?

Semipermeabilitatea înseamnă literalmente "semi-permeabilitate". Termenul înseamnă o proprietate de interfețe fizice sau substanțiale. Suprafețele semipermeabile permit trecerea anumitor particule în timp ce împiedică trecerea altora.

În tehnologia medicală și biologie, semipermeabilitatea joacă un rol mai ales în contextul membranelor. Membranele semipermeabile au permeabilitate selectivă și permit anumitor particule să treacă prin membrană într-o anumită direcție. Membranele corespunzătoare reprezintă un sistem de separare care permite anumitor substanțe să treacă pe cealaltă parte a membranei fără sisteme de transport specifice.

Membranele înconjoară celule în care trebuie menținut un mediu specific de dragul supraviețuirii. Fără semipermeabilitatea membranelor, menținerea mediului celular specific ar fi de neconceput. În biologie, semipermeabilitatea este, de asemenea, baza pentru procese precum osmoză, osmoregulare și turgor.

Funcție și sarcină

Termenul de transport cu membrană rezumă toate penetrările materialelor prin biomembrană. Transportul de membrană se caracterizează prin două mecanisme fundamental diferite: pe lângă permearea liberă în sensul difuziei, există și transport specific.

Membrana constă dintr-o stratură lipidică, care în sine reprezintă o barieră între compartimentele apoase ale celulei. În acest fel, spațiul extraplasmic și citoplasmic sunt separați unul de celălalt. În compartimente pot predomina diferite milieus. În anumite sisteme biologice, o membrană celulară este permeabilă la molecule mai mici datorită fluidității sale. Această permeabilitate există în sistemul biologic, de exemplu, pentru apă, care se deplasează de-a lungul membranei în conformitate cu gradientul de concentrație existent în direcția concentrației mai mari.

Acest principiu este un element de bază al mai multor organisme și, de asemenea, o bază a organismului uman. Membranele semipermeabile sunt în principal permeabile la solvenți. Substanțele dizolvate sunt adesea reținute de membrană pentru a putea menține mediul celular din spatele stratului de separare. Aceasta înseamnă că membranele semipermeabile permit moleculelor până la o anumită masă molară sau dimensiune să treacă, în timp ce cele de deasupra masei sau mărimii molare date sunt împiedicate să treacă.

Știința consideră acum că neregularitățile temporare din straturile lipidice ale membranelor sunt cauza principală a semi-permeabilității. Ca bază a osmozei, semipermeabilitatea este o componentă importantă a tuturor organismelor vii. Termenul de osmoză descrie fluxul direcționat de particule moleculare prin membrane permeabile selectiv sau semi-permeabile. Pentru a realiza un echilibru de apă reglementat, celulele tuturor viețuitoarelor depind de osmoză și deci de semi-permeabilitate.

Semipermeabilitatea este, de asemenea, crucială pentru osmoregulare. Aceasta înseamnă capacitatea de a regla concentrațiile substanțelor osmotice active în metabolism. Această abilitate servește la evitarea stresului osmotic și, de asemenea, ajută lucrurile vii să profite de potențialul lor osmotic.

În plus, semi-permeabilitatea constituie baza presiunii turgore a plantelor. Această presiune corespunde unei presiuni hidrostatice în celule, care permite procese fiziologice precum schimbul de gaze sau diferite procese de transport.

Boli și afecțiuni

Răspunsurile inflamatorii sistemice, cum ar fi sepsisul pot afecta permeabilitatea. În acest context, histamina substanței mediator este eliberată. După eliberare, permeabilitatea vaselor crește, printre altele.

Există multe alte răspunsuri inflamatorii care afectează permeabilitatea membrană a diferitelor țesuturi. Una dintre ele este pancreatita, în care semipermeabilitatea sistemului de conducte pancreatice este afectată de tulburări. Permeabilitatea membranei a celulelor scade în acest caz. Acest fenomen poate fi recunoscut, de exemplu, prin pătrunderea mediilor de contrast cu raze X în timpul imaginii diagnostice.

Alte tulburări ale permeabilității membranei apar în contextul bolilor cardiovasculare. În majoritatea cazurilor, toate tulburările de permeabilitate a membranei au ca rezultat un dezechilibru al echilibrului electrolitului.

În afară de contextele descrise, tulburările de permeabilitate membranară pot avea și o bază ereditară. O mutație ereditară a proteinelor membranare poate, de exemplu, să schimbe semnificativ permeabilitatea unei membrane celulare, de exemplu în boli precum Myotonia congenita Thomsen.

În această boală, canalele clorurii din mușchii care au fost alterați de mutația genetică afectează trecerea membranei pentru ionii de clorură. Fără trecerea acestor ioni, mușchii nu pot funcționa la potențialul lor maxim.

În cele din urmă, toate tulburările de permeabilitate a membranei prezintă efecte semnificative asupra întregului organism. Dacă, de exemplu, o membrană semipermeabilă nu mai este brusc permeabilă la solvenți, echilibrul de apă din compartimentele celulei este în afara echilibrului. Dacă o membrană semipermeabilă este din nou prea permeabilă, mediul specific al compartimentelor celulare se modifică și în acest caz. În ambele cazuri, celula afectată poate fi sortită să moară, deoarece mediul de lucru prevăzut al compartimentelor sale este în afara echilibrului.

Bolile autoimune pot afecta, de asemenea, permeabilitatea membranei. Sindromul antifosfolipidic, de exemplu, este îndreptat în mod special împotriva biomembranei și le modifică permeabilitatea fiziologică.

La plante se observă, de asemenea, unele tulburări ale permeabilității membranei sau semipermeabilitatea membranelor asociate cu organismele parazite. Anumiți paraziți excretă toxinele ofilite în sensul marasminei. Aceste substanțe provoacă tulburări de semi-permeabilitate pentru a provoca o creștere a permeabilității în plasma celulei gazdă și, astfel, pentru a obține accesul fără obstacole.