Hvordan opretholder plasmamembranen Homeostase?

Plasmamembranen, også kaldet cellemembranen eller phospholipid-dobbeltlaget, er den sæk, der omgiver celler. Homeostase er en tilstand af afbalanceret ligevægt, hvor alt kører glat. Plasmamembranen opretholder homeostase i cellen ved at holde celleindhold i og fremmed materiale ude og ved at tilvejebringe kontrollerede muligheder for transport af brændstof, væsker og affald.

TL; DR (for lang; ikke læst )

Celler i homeostase opretholder med succes de interne betingelser, der er nødvendige for grundlæggende funktion. Plasmamembranen er essentiel for at opretholde disse betingelser ved at adskille celleindersiden fra alt andet. Plasmamembraner består af et phospholipid-dobbeltlag, som er en kæde af fedtsyrer bundet til en phosphatgruppe. Fedtsyrerne danner det indre lag af plasmamembranen og er hydrofobe, hvilket betyder, at de afviser vand. Fosfatgrupperne danner det ydre lag af plasmamembranen og er i kontakt med vand.

Cellen skal eksportere affald og andre molekyler og importere brændstoffer og væsker. Plasmamembraner tillader vand, ilt og kuldioxid at passere gennem osmose eller passiv diffusion. For andre typer molekyler, der har brug for at krydse plasmamembranen, bruger celler transportsystemer. Pumpe skubber molekyler mod en koncentrationsgradient. Kanaler åbner en port for molekyler til at strømme med deres koncentrationsgradient. Transportører binder til specifikke molekyltyper og fører dem gennem membranen.
Samme tilstand

"Homeostase" betyder "samme tilstand." Celler i homeostase opretholder med succes de interne betingelser, der er nødvendige for grundlæggende funktion. Plasmamembranen er absolut vigtig for at opretholde disse betingelser. Kort sagt, adskiller plasmamembranen indersiden af cellen fra alt andet. Uden den er en celle intet andet end en poppet ballon, der spilder indholdet ud i rummet.
Hydrofob, hydrofil:

Plasmamembraner består af et phospholipid dobbeltlag. Phospholipider er kæder af fedtsyrer bundet til en phosphatgruppe. "Bilayer" betyder to tilsluttede lag. Når phospholipider mødes, danner de naturligvis et dobbelt lag, hvor deres fosfatgrupper vender ud og deres fedtede haler peger mod hinanden. Det fede indre af dette lag kaldes "hydrofob", fordi det afviser vand. De omgivende fosfater kaldes "hydrofile", fordi de kommer i kontakt med væske inden i og uden for cellen. Plasmamembranen adskiller disse to væskesæt og deres indhold.
Passiv transport

At holde cellen inde og adskilt fra verden er dog ikke nok til homeostase. En helt isoleret celle løber snart tør for brændstof og væske og drukner i sit eget affald. Plasmamembranen opretholder også homeostase ved at sikre, at materialer kan bevæge sig ind eller ud efter behov. Homeostase afhænger af at opretholde de korrekte væskestandarder i cellen og udveksle brugbare materialer, såsom ilt, til affaldsprodukter, såsom kuldioxid.

Plasmamembraner tillader vand, ilt og kuldioxid at passere gennem osmose, eller passiv diffusion. Passiv diffusion er den proces, hvor molekyler bevæger sig gennem en semipermeabel barriere langs en koncentrationsgradient - det vil sige fra et område med større koncentration til et med lavere koncentration.
Aktiv transport

Kun et lille antal materialer kan passere gennem plasmamembranen ved passiv diffusion; hvis det var åbent for alt, ville det ikke være en barriere. Dog er celler nødt til at kontrollere bevægelsen af en række andre molekyler ind og ud af deres membraner for at opretholde homeostase. For at gøre dette har celler udtænkt en række transportsystemer, der bruger proteiner indlejret i lipid-dobbeltlaget som porte til celler at åbne og lukke.

Der er tre hovedtyper af transportsystemer i plasmamembranen: pumper, kanaler og transportører. Pumper bruger energi produceret af cellen til at bevæge molekyler mod en koncentrationsgradient. Kanaler åbner en port for molekyler til at strømme med deres koncentrationsgradient. Transportører binder til specifikke molekyltyper og fører dem gennem membranen.