כיצד ממברנת הפלזמה שומרת על הומאוסטזיס?

קרום הפלזמה, המכונה גם קרום התא או שכבת דו פוספוליפידית, הוא השק המקיף את התאים. הומאוסטזיס הוא מצב של שיווי משקל מאוזן, בו הכל מתנהל בצורה חלקה. קרום הפלזמה שומר על הומאוסטזיס בתא על ידי שמירת תוכן התא בחומרים זרים, ועל ידי מתן דרכים מבוקרות להובלת דלק, נוזלים ופסולת.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

תאים בהומאוסטזיס שומרים בהצלחה על התנאים הפנימיים הנחוצים לתפקוד בסיסי. קרום הפלזמה חיוני לשמירה על מצבים אלה על ידי הפרדת פנים התא מכל השאר. ממברנות הפלזמה מורכבות משכבה דו פוספוליפידית, שהיא שרשרת של חומצות שומן המחוברות לקבוצת פוספט. חומצות השומן יוצרות את השכבה הפנימית של קרום הפלזמה, והן הידרופוביות, כלומר הן דוחות מים. קבוצות הפוספט יוצרות את השכבה החיצונית של קרום הפלזמה, והן במגע עם מים.

התא צריך לייצא פסולת ומולקולות אחרות, ולייבא דלקים ונוזלים. ממברנות פלזמה מאפשרות לעבור למים, חמצן ופחמן דו חמצני באמצעות אוסמוזה, או דיפוזיה פסיבית. עבור סוגים אחרים של מולקולות שצריכות לעבור את קרום הפלזמה, תאים משתמשים במערכות הובלה. משאבות דוחפות מולקולות כנגד שיפוע ריכוז. ערוצים פותחים שער למולקולות לזרום עם שיפוע הריכוז שלהן. מובילים נקשרים לסוגים ספציפיים של מולקולות ומעבירים אותם דרך הממברנה.

פירוש "הומאוסטזיס" הוא "אותו מצב." תאים בהומאוסטזיס שומרים בהצלחה על התנאים הפנימיים הנחוצים לתפקוד בסיסי. קרום הפלזמה חיוני בהחלט לשמירה על תנאים אלה. במילים פשוטות, קרום הפלזמה מפריד בין החלק הפנימי של התא לכל השאר. בלעדיו, תא אינו אלא בלון מוקפץ, השופך את תוכנו לחלל.

ממברנות הפלזמה מורכבות משכבה דו פוספוליפידית. פוספוליפידים הם שרשראות של חומצות שומן המחוברות לקבוצת פוספט. "Bilayer" פירושו שתי שכבות מחוברות. כאשר פוספוליפידים מתאחדים, הם יוצרים באופן טבעי שכבה כפולה, כאשר קבוצות הפוספט שלהם פונות החוצה וזנבותיהם השומניים מכוונים זה לזה. החלק הפנימי השומני של שכבה זו נקרא "הידרופובי" מכיוון שהוא דוחה מים. הפוספטים שמסביב מכונים "הידרופיליים" מכיוון שהם באים במגע עם נוזל בתוך התא ומחוצה לו. קרום הפלזמה מפריד בין שתי קבוצות הנוזלים הללו לבין תוכנם.

שמירת פנים התא ונפרד מהעולם אינה מספיקה להומאוסטזיס. לתא מבודד לחלוטין נגמר הדלק והנוזל במהרה וטובע בפסולת שלו. קרום הפלזמה גם שומר על הומאוסטזיס בכך שהוא מוודא שחומרים יכולים לנוע או לצאת לפי הצורך. הומאוסטזיס תלוי בשמירה על רמות נוזלים נכונות בתוך התא ובהחלפת חומרים שמיש, כגון חמצן, למוצרי פסולת, כגון פחמן דו חמצני.

ממברנות פלזמה מאפשרות לעבור למים, חמצן ופחמן דו חמצני באמצעות אוסמוזה, או דיפוזיה פסיבית. דיפוזיה פסיבית היא התהליך בו מולקולות עוברות דרך מחסום חד-חדיר לאורך שיפוע ריכוז - כלומר מאזור של ריכוז גדול יותר לאזור נמוך יותר ריכוז.

רק מספר קטן של חומרים יכול לעבור דרך קרום הפלזמה באמצעות דיפוזיה פסיבית; אם זה היה פתוח לכל דבר, זה לא היה מכשול. עם זאת תאים צריכים לשלוט על תנועתם של מגוון מולקולות אחרות בקרנותיהם ומחוצה להן כדי לשמור על הומאוסטזיס. לשם כך תאים תכננו מגוון מערכות תחבורה המשתמשות בחלבונים המוטבעים בשכבת השומנים כשערים לפתיחתם ולסגירתם.

ישנם שלושה סוגים עיקריים של מערכות הובלה בקרום הפלזמה: משאבות, תעלות ומובילים. משאבות משתמשות באנרגיה המיוצרת על ידי התא כדי להזיז מולקולות כנגד שיפוע ריכוז. ערוצים פותחים שער למולקולות לזרום עם שיפוע הריכוז שלהן. מובילים נקשרים לסוגים ספציפיים של מולקולות ומעבירים אותם דרך הממברנה.