Har hjerneceller et lipid dobbeltlag?

Hjerneceller er en type neuron, eller nervecelle. Det finnes også forskjellige typer hjerneceller. Men alle nevroner er det celler, og alle celler i organismer som har nervesystemer har en rekke egenskaper. Faktisk, alle celler, uansett om de er encellede bakterier eller mennesker, har noen få fellestrekk.

En viktig egenskap ved alle celler er at de har en dobbel plasmamembran, ringte cellemembran, som omgir hele cellen. En annen er at de har en cytoplasma på det indre av membranen og danner hoveddelen av cellemassen. En tredje er at de har ribosomer, proteinlignende strukturer som syntetiserer alle proteiner laget av cellen. En fjerde er at de inkluderer genetisk materiale i form av DNA.

Cellemembraner består som nevnt av en dobbel plasmamembran. "Dobbelt" kommer av det faktum at cellemembranen også sies å bestå av en fosfolipid dobbeltlag, med "bi-" som et prefiks som betyr "to". Denne bilipidmembranen, som den også noen ganger kalles, har en rekke nøkkelfunksjoner i tillegg til å beskytte cellen som helhet.

Alle organismer består av celler. Som nevnt, varierer antall celler en organisme har mye fra art til art, og noen mikrober inkluderer bare en enkelt celle. Uansett er celler byggesteinene i livet i den forstand at de er de minste individuelle enhetene i levende ting som kan skryte av alle egenskapene som er forbundet med livet, for eksempel metabolisme, reproduksjon og så videre.

Alle organismer kan deles inn i prokaryoter og eukaryoter. Pr* okaryoter* er nesten alle encellede og inkluderer de mange varianter av bakterier som befolker planeten. Eukaryoter er nesten alle flercellede og har celler med en rekke spesialiserte funksjoner som prokaryote celler mangler.

Alle celler har som nevnt ribosomer, en cellemembran, DNA (deoksyribonukleinsyre) og cytoplasma, et gelignende medium inne i celler der reaksjoner kan oppstå og partikler kan bevege seg.

Eukaryote celler har sitt DNA innelukket i en kjerne, som er omgitt av et eget fosfolipid dobbeltlag kalt kjernefysisk konvolutt.

De inneholder også organeller, som er strukturer bundet av en dobbel plasmamembran som selve cellemembranen og har til oppgave å spesialisere funksjoner. For eksempel, mitokondrier er ansvarlig for å utføre aerob respirasjon i celler i nærvær av oksygen.

Det er lettest å forstå strukturen til cellemembranen hvis du forestiller deg å se den i tverrsnitt. Dette perspektivet lar deg "se" begge motstående plasmamembranene i dobbeltlaget, mellomrommet imellom dem, og materialene som uunngåelig må passere inn i eller ut av cellen gjennom membranen av noen midler.

De individuelle molekylene som utgjør det meste av cellemembranen kalles glykofosfolipider, eller, oftere, bare fosfolipider. Disse er laget av kompakte, fosfat "hoder" som er hydrofile ("vann-søker") og peker mot det ytre av membranen på hver side, og et par lange fettsyrer som er hydrofob ("vann-fryktende") og møte hverandre. Denne ordningen betyr at disse hodene vender mot utsiden av cellen på den ene siden og cytoplasmaet på den andre.

Fosfatet og fettsyrene i hvert molekyl er forbundet med en glyserolregion, akkurat som et triglyserid (diettfett) består av fettsyrer bundet til glyserol. Fosfatdelene har ofte tilleggskomponenter på overflaten, og andre proteiner og karbohydrater prikker også cellemembranen; disse vil bli beskrevet snart.

• Lipidlaget på det indre er det eneste sanne dobbeltlaget i cellemembranblandingen, for her er det to påfølgende membransnitt som nesten utelukkende består av lipidhaler. Ett sett haler fra fosfolipidene på den ene halvdelen av dobbeltlaget, og et sett haler fra fosfolipidene på den andre halvdelen av dobbeltlaget.

En lipid dobbeltlagsfunksjon, nesten per definisjon, er å beskytte cellen mot trusler utenfra. Membranen er semi-permeabel, noe som betyr at noen stoffer kan passere gjennom mens andre nektes innreise eller utgang direkte.

Små molekyler, som vann og oksygen, kan lett diffundere gjennom membranen. Andre molekyler, spesielt de som bærer en elektrisk ladning (dvs. ioner), nukleinsyrer (DNA eller dets slektning, ribonukleinsyre eller RNA) og sukker kan også passere, men krever hjelp av membrantransportproteiner for at dette skal skje.

Disse transportproteinene er spesialiserte, noe som betyr at de er designet for bare å gjete en bestemt type molekyl gjennom barrieren. Dette krever ofte et innspill av energi i form av ATP (adenosintrifosfat). Når molekylene må beveges mot en sterkere konsentrasjonsgradient, trengs enda mer ATP enn vanlig.

De fleste av de ikke-fosfolipide molekylene i cellemembranen er transmembrane proteiner. Disse strukturene spenner over begge lag av dobbeltlaget (derav "transmembran"). Mange av disse er transportproteiner, som i noen tilfeller danner en kanal som er stor nok til at det spesifikke molekylet man møter kan passere.

Andre transmembrane proteiner inkluderer reseptorer, som sender signaler til celleinteriøret som respons på aktivering av molekyler på utsiden av cellen; enzymer, som deltar i kjemiske reaksjoner; og anker, som fysisk knytter komponenter utenfor cellen med de i cytoplasmaet.

Uten en måte å flytte stoffer inn og ut av cellen, ville cellen raskt gå tom for energi og heller ikke være i stand til å utvise metabolske avfallsprodukter. Begge scenariene er selvfølgelig uforenlige med livet.

Effektiviteten av membrantransport er avhengig av tre hovedfaktorer: permeabiliteten til membranen, konsentrasjonsforskjellen til et gitt molekyl mellom innsiden og utsiden, og størrelsen og ladningen (hvis noen) av det aktuelle molekylet.

Passiv transport (enkel diffusjon) avhenger bare av de to sistnevnte faktorene, da molekyler som kommer inn i eller ut av celler på denne måten lett kan gli gjennom hullene mellom fosfolipider. Fordi de ikke har noe ladning, vil de ha en tendens til å strømme innover eller utover til konsentrasjonen er den samme på begge sider av dobbeltlaget.

I tilrettelagt for diffusjon, de samme prinsippene gjelder, men det kreves membranproteiner for å skape nok plass til at de uladede molekylene kan strømme gjennom membranen nedover konsentrasjonsgradienten. Disse proteinene kan aktiveres enten ved bare tilstedeværelsen av molekylet som "banker på døren" eller ved endringer i spenningen deres utløst av ankomsten av et nytt molekyl.

I aktiv transport, kreves alltid energi fordi molekylets bevegelse er mot dets konsentrasjon eller elektrokjemiske gradient. Mens ATP er den vanligste energikilden for transmembrantransportproteiner, kan lysenergi og elektrokjemisk energi også brukes.

Hjernen er et spesielt organ, og som sådan er det spesielt beskyttet. Dette betyr at i tillegg til de beskrevne mekanismene, har hjerneceller et middel for å kontrollere inngangen til stoffer, som er avgjørende for å opprettholde den konsentrasjonen av hormoner, vann og næringsstoffer som er nødvendig for en gitt tid. Denne ordningen kalles blod-hjerne-barriere.

Dette oppnås i stor grad takket være måten de små blodårene som kommer inn i hjernen er konstruert. Individet blodåre celler, kalt endotelceller, pakkes uvanlig tett sammen og danner det som kalles tette kryss. Bare under visse forhold får de fleste molekyler passering mellom disse endotelcellene i hjernen.