Раздел V. Биохимия внутри- и межклеточных коммуникаций
Глава 42. Мембраны: структура, сборка и функции
Дарил Греннер
ВВЕДЕНИЕ
Мембраны — это чрезвычайно вязкие, но тем не менее пластичные структуры, окружающие все живые клетки. Плазматическая мембрана образует замкнутый отсек (компартмент), внутри которого находится цитоплазма; это обеспечивает изоляцию одной клетки от другой и обусловливает их индивидуальность. Плазматическая мембрана обладает селективной проницаемостью и является барьером, с помощью которого поддерживается различный состав вне- и внутриклеточной среды. Селективная проницаемость обеспечивается работой каналов и насосов, транспортирующих различные ионы и субстраты, и специфическими рецепторами, например рецепторами гормонов. Кроме того, с помощью плазматических мембран осуществляется обмен веществами между клеточным содержимым и окружающей средой путем экзо- и эндоцитоза; существуют также особые мембранные структуры — щелевые контакты, через которые соседние клетки обмениваются веществами.
Мембраны формируют также специализированные компартменты внутри клетки. Такие внутриклеточные мембраны образуют многочисленные морфологически различимые структуры (органеллы) — митохондрии, эндоплазматический ретикулум, саркоплазматический ретикулум. комплекс Гольджи, секреторные гранулы, лизосомы и ядерные мембраны. В мембранах локализованы ферменты, функционирующие как интегральные элементы процесса возбуждения и ответа на него, а также ферменты, участвующие в преобразовании энергии в таких процессах, как фотосинтез и окислительное фосфорилирование.
БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
Изменения в мембранных структурах могут сказываться на водном балансе и ионных потоках, а следовательно, на любых процессах, протекающих внутри клетки. Отсутствие какого-то мембранного компонента или его модификация приводят к различным заболеваниям. В качестве примеров можно указать на отсутствие в лизосомах кислой мальтазы, приводящее к нарушению запасания гликогена типа II; дефицит переносчика иода, вызывающий появление врожденного зоба (см. рис. 46.2); нарушение эндоцитоза липопротеинов низкой плотности, приводящее к развитию гиперхолестеролемии и артериальной коронарной недостаточности. Очевидно, что нормальное функционирование клеток начинается с формирования нормальных мембран.
