Puscaurlaidība

Puscaurlaidība attiecas uz biomembrānu, kas ir selektīvi caurlaidīga noteiktām vielām un kuru nevar pārvadīt citas vielas. Puscaurlaidība ir osmozes pamats un raksturo visu dzīvo lietu šūnas. Puscaurlaidības traucējumi postoši ietekmē elektrolītu un ūdens līdzsvaru kameru nodalījumos.

Kāda ir puscaurlaidība?

Puscaurlaidība burtiski nozīmē “daļēji caurlaidība”. Šis termins apzīmē fizisku vai būtisku saskarņu īpašību. Puscaurlaidīgas virsmas ļauj noteiktām daļiņām iziet, vienlaikus novēršot citu pāreju.

Medicīnas tehnoloģijā un bioloģijā semipermeabilitātei ir īpaša loma, jo īpaši membrānu kontekstā. Puscaurlaidīgajām membrānām ir selektīva caurlaidība un tās ļauj noteiktām daļiņām caur membrānu iet noteiktā virzienā. Atbilstošās membrānas attēlo atdalīšanas sistēmu, kas ļauj noteiktām vielām nonākt membrānas otrā pusē bez īpašām transporta sistēmām.

Membrānas ieskauj šūnas, kurās izdzīvošanas labad jāuztur īpaša vide. Bez membrānu puscaurlaidības īpašas šūnas vides uzturēšana nebūtu iedomājama. Bioloģijā puspermeabilitāte ir arī tādu procesu pamatā kā osmoze, osmoregulācija un turgors.

Funkcija un uzdevums

Termins membrānas transports apkopo visu materiālu iespiešanos caur biomembrānu. Membrānas transportēšanai ir raksturīgi divi principiāli atšķirīgi mehānismi: papildus brīvai caurlaidībai difūzijas nozīmē, ir arī īpašs transports.

Membrānu veido lipīdu divslānis, kas pats par sevi ir barjera starp šūnas ūdeņainajiem nodalījumiem. Šādā veidā ekstraplasmiskā un citoplazmatiskā telpa ir atdalītas viena no otras. Nodalījumos var dominēt atšķirīgi apstākļi. Dažās bioloģiskās sistēmās šūnu membrāna ir caurlaidīga mazākām molekulām, pateicoties tās plūstamībai. Šī caurlaidība pastāv bioloģiskajā sistēmā, piemēram, ūdenim, kas pārvietojas pa membrānu saskaņā ar esošo koncentrācijas gradientu augstākās koncentrācijas virzienā.

Šis princips ir daudzu organismu pamats un tādējādi arī cilvēka organisma pamats. Puscaurlaidīgas membrānas galvenokārt ir šķīdinātāju caurlaidīgas. Izšķīdušās vielas bieži aiztur membrāna, lai varētu uzturēt šūnu vidi aiz atdalīšanas slāņa. Tas nozīmē, ka puscaurlaidīgas membrānas ļauj molekulām iziet cauri noteiktai moldai masai vai lielumam, kamēr tām, kuras pārsniedz noteikto molāro masu vai lielumu, neļauj tām iziet cauri.

Zinātne tagad uzskata, ka pagaidu pārkāpumi membrānu lipīdu divlīmeņu slāņos ir galvenais puscaurlaidības cēlonis. Kā osmozes pamats, daļēji caurlaidība ir svarīga visu dzīvo organismu sastāvdaļa. Termins osmoze apraksta molekulu daļiņu virzītu plūsmu caur selektīvi caurlaidīgām vai daļēji caurlaidīgām membrānām. Lai sasniegtu regulētu ūdens bilanci, visu dzīvo lietu šūnas ir atkarīgas no osmozes un tādējādi daļēji caurlaidības.

Pusloka caurlaidība ir būtiska arī osmoregulācijai. Tas nozīmē spēju regulēt osmotiski aktīvo vielu koncentrāciju metabolismā. Šī spēja palīdz izvairīties no osmotiskā stresa, kā arī palīdz dzīvām lietām izmantot to osmotisko potenciālu.

Turklāt puscaurlaidība veido augu turgora spiediena pamatu. Šis spiediens atbilst hidrostatiskajam spiedienam šūnās, kas ļauj veikt fizioloģiskus procesus, piemēram, gāzes apmaiņu vai dažādus transporta procesus.

Slimības un kaites

Sistēmiskās iekaisuma reakcijas, piemēram, sepse, var ietekmēt caurlaidību. Šajā kontekstā izdalās mediatora viela histamīns. Pēc atbrīvošanas, cita starpā, palielinās arī kuģu caurlaidība.

Pastāv daudzas citas iekaisuma reakcijas, kas ietekmē dažādu audu membrānas caurlaidību. Viens no tiem ir pankreatīts, kurā traucējumi ietekmē aizkuņģa dziedzera kanālu sistēmas puscaurlaidību. Šādā gadījumā šūnu membrānas caurlaidība samazinās. Šo parādību var atpazīt, piemēram, ar rentgenstaru kontrastvielu iekļūšanu diagnostikas attēlveidošanas laikā.

Turpmākie membrānas caurlaidības traucējumi rodas sirds un asinsvadu slimību kontekstā. Vairumā gadījumu visi membrānas caurlaidības traucējumi izraisa elektrolītu līdzsvara traucējumus.

Papildus aprakstītajiem kontekstiem membrānas caurlaidības traucējumiem var būt arī iedzimts pamats. Iedzimta membrānas olbaltumvielu mutācija, piemēram, var ievērojami mainīt šūnu membrānas caurlaidību, piemēram, tādās slimībās kā Myotonia congenita Thomsen.

Šajā slimībā hlorīdu kanāli muskuļos, kurus mainījusi ģenētiskā mutācija, pasliktina hlorīda jonu membrānas pāreju. Bez šo jonu pārejas muskuļi nevar pilnībā darboties.

Visiem membrānas caurlaidības traucējumiem ir būtiska ietekme uz visu organismu. Ja, piemēram, daļēji caurlaidīga membrāna pēkšņi vairs nav caurlaidīga šķīdinātājiem, ūdens bilance kameras nodalījumos ir nesabalansēta. Ja puscaurlaidīgā membrāna atkal ir pārāk caurlaidīga, šādā gadījumā mainās arī šūnu nodalījumu īpatnējā vide. Abos gadījumos skartā šūna var būt lemta nāvei, jo paredzētā tās nodalījumu darba vide ir ārpus līdzsvara.

Autoimūnas slimības var arī pasliktināt membrānas caurlaidību. Piemēram, antifosfolipīdu sindroms ir īpaši vērsts pret biomembrānu un maina to fizioloģisko caurlaidību.

Augos tiek novēroti arī daži membrānas caurlaidības vai puscaurlaidības traucējumi, kas saistīti ar parazītu organismiem. Daži parazīti marasmīnu izpratnē izdala novājētus toksīnus. Šīs vielas rada puscaurlaidības traucējumus, lai palielinātu caurlaidības pakāpi saimnieka šūnas plazmā un tādējādi iegūtu netraucētu piekļuvi.