Czy komórki mózgowe mają dwuwarstwę lipidową?

Komórki mózgowe są rodzajem neuronu lub komórka nerwowa. Istnieją również różne typy komórek mózgowych. Ale wszystkie neurony są komórki, a wszystkie komórki w organizmach posiadających układ nerwowy mają wiele cech wspólnych. W rzeczywistości, wszystko komórki, niezależnie od tego, czy są to bakterie jednokomórkowe, czy istoty ludzkie, mają kilka wspólnych cech.

Jedną z podstawowych cech wszystkich komórek jest to, że mają podwójna membrana plazmowa, zwany Błona komórkowa, otaczający całą komórkę. Innym jest to, że mają cytoplazma we wnętrzu błony, tworząc większość masy komórkowej. Po trzecie, że mają rybosomy, struktury podobne do białek, które syntetyzują wszystkie białka wytwarzane przez komórkę. Po czwarte, zawierają materiał genetyczny w postaci DNA.

Jak wspomniano, błony komórkowe składają się z podwójnej błony plazmatycznej. „Podwójne” pochodzi z faktu, że mówi się, że błona komórkowa również składa się z dwuwarstwa fosfolipidowa, gdzie „bi-” jest przedrostkiem oznaczającym „dwa”. Ta dwulipidowa błona, jak jest również czasami nazywana, pełni wiele kluczowych funkcji, oprócz ochrony komórki jako całości.

Wszystkie organizmy składają się z komórek. Jak zauważono, liczba komórek organizmu różni się znacznie w zależności od gatunku, a niektóre drobnoustroje zawierają tylko jedną komórkę. Tak czy inaczej, komórki są budulcem życia w tym sensie, że są najmniejszymi pojedynczymi jednostkami w żywe istoty, które mogą pochwalić się wszystkimi właściwościami związanymi z życiem, np. metabolizmem, reprodukcją i tak dalej.

Wszystkie organizmy można podzielić na prokariota i eukarionty. Pr*kariota* są prawie wszystkie jednokomórkowe i obejmują wiele odmian bakterii zamieszkujących planetę. Eukarionty są prawie wszystkie wielokomórkowe i mają komórki z wieloma wyspecjalizowanymi cechami, których brakuje komórkom prokariotycznym.

Jak wspomniano, wszystkie komórki mają rybosomy, błonę komórkową, DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) i cytoplazmę, żelopodobne środowisko wewnątrz komórek, w którym mogą zachodzić reakcje i cząstki mogą się poruszać.

Komórki eukariotyczne mają swoje DNA zamknięte w jądrze, które jest otoczone własną dwuwarstwą fosfolipidową zwaną koperta jądrowa.

Zawierają również organelle, które są strukturami związanymi przez podwójną błonę plazmatyczną, taką jak sama błona komórkowa, i mają za zadanie specjalne funkcje. Na przykład, mitochondria są odpowiedzialne za prowadzenie oddychania tlenowego w komórkach w obecności tlenu.

Najłatwiej zrozumieć strukturę błony komórkowej, jeśli wyobrazisz sobie oglądanie jej na przekroju. Ta perspektywa pozwala "zobaczyć" obie przeciwległe błony plazmatyczne dwuwarstwy, przestrzeń pomiędzy nimi je, oraz materiały, które nieuchronnie muszą przedostać się do komórki lub z niej przez błonę przez niektórych znaczy.

Poszczególne cząsteczki, które tworzą większość błony komórkowej, nazywane są are glikofosfolipidylub częściej po prostu fosfolipidy. Są one wykonane z kompaktowych, fosforanowych „główek”, które są hydrofilowy („poszukiwanie wody”) i wskazywać na zewnątrz błony z każdej strony oraz parę długich kwasów tłuszczowych, które są hydrofobowy („bojący się wody”) i zmierzyć się ze sobą. Taki układ oznacza, że ​​te głowy skierowane są z jednej strony na zewnątrz komórki, a z drugiej na cytoplazmę.

Fosfor i kwasy tłuszczowe w każdej cząsteczce są połączone regionem glicerolowym, tak jak trójgliceryd (tłuszcz pokarmowy) składa się z kwasów tłuszczowych połączonych z glicerolem. Części fosforanowe często zawierają dodatkowe składniki na powierzchni, a inne białka i węglowodany również znajdują się w błonie komórkowej; zostaną one opisane wkrótce.

• Warstwa lipidowa po wewnętrznej stronie jest jedyną prawdziwą podwójną warstwą w mieszance błon komórkowych, ponieważ tutaj znajdują się dwie kolejne sekcje błony składające się prawie wyłącznie z ogonków lipidowych. Jeden zestaw ogonków z fosfolipidów na jednej połowie dwuwarstwy i jeden zestaw ogonków z fosfolipidów na drugiej połowie dwuwarstwy.

Jedną z funkcji dwuwarstwy lipidowej, prawie z definicji, jest ochrona komórki przed zagrożeniami z zewnątrz. Membrana jest półprzepuszczalna, co oznacza, że ​​niektóre substancje mogą przenikać, podczas gdy innym odmawia się wjazdu lub wyjazdu.

Małe cząsteczki, takie jak woda i tlen, mogą łatwo dyfundować przez membranę. Inne cząsteczki, zwłaszcza te, które przenoszą ładunek elektryczny (tj. jony), kwasy nukleinowe (DNA lub jego pokrewny kwas rybonukleinowy lub RNA) i cukry mogą również przejść, ale aby to nastąpiło, wymagają pomocy białek transportujących przez błonę.

Te białka transportowe są wyspecjalizowane, co oznacza, że ​​są zaprojektowane do przechodzenia przez barierę tylko określonego typu cząsteczki. Często wymaga to wkładu energii w postaci ATP (trójfosforan adenozyny). Gdy cząsteczki muszą być przemieszczane wbrew silniejszemu gradientowi stężeń, potrzebne jest jeszcze więcej ATP niż zwykle.

Większość cząsteczek niefosfolipidowych w błonie komórkowej to białka transbłonowe. Struktury te obejmują obie warstwy dwuwarstwy (stąd „transbłonowa”). Wiele z nich to białka transportowe, które w niektórych przypadkach tworzą kanał wystarczająco duży, aby mogła przez niego przejść konkretna cząsteczka.

Inne białka transbłonowe obejmują receptory, które wysyłają sygnały do ​​wnętrza komórki w odpowiedzi na aktywację przez cząsteczki na zewnątrz komórki; enzymy, które uczestniczą w reakcjach chemicznych; i kotwice, które fizycznie łączą składniki na zewnątrz komórki z tymi w cytoplazmie.

Bez możliwości przenoszenia substancji do iz komórki, komórce szybko zabrakłoby energii, a także nie byłaby w stanie wydalić produktów przemiany materii. Oba scenariusze są oczywiście niezgodne z życiem.

Skuteczność transportu błonowego zależy od trzy główne czynniki: przepuszczalność membrany, różnica stężeń danej cząsteczki między wnętrzem a zewnętrzem oraz wielkość i ładunek (jeśli występuje) rozważanej cząsteczki.

Transport pasywny (prosta dyfuzja) zależy tylko od dwóch ostatnich czynników, ponieważ cząsteczki, które wnikają do komórki lub ją opuszczają, mogą łatwo prześlizgnąć się przez szczeliny między nimi. fosfolipidy. Ponieważ nie niosą ładunku, będą miały tendencję do płynięcia do wewnątrz lub na zewnątrz, aż stężenie będzie takie samo po obu stronach dwuwarstwy.

W ułatwiona dyfuzja, obowiązują te same zasady, ale białka błonowe są wymagane do stworzenia wystarczającej przestrzeni, aby nienaładowane cząsteczki mogły przepływać przez błonę w dół ich gradientu stężeń. Białka te mogą być aktywowane albo przez samą obecność cząsteczki „pukającej do drzwi” albo przez zmiany ich napięcia wywołane przybyciem nowej cząsteczki.

W transport aktywny, energia jest zawsze wymagana, ponieważ ruch cząsteczki jest przeciwny jej stężeniu lub gradientowi elektrochemicznemu. Chociaż ATP jest najpowszechniejszym źródłem energii dla białek transportu przezbłonowego, można również wykorzystać energię świetlną i energię elektrochemiczną.

Mózg jest specjalnym organem i jako taki jest specjalnie chroniony. Oznacza to, że oprócz opisanych mechanizmów, komórki mózgowe mają możliwość ściślejszego kontrolowania wejścia substancje, które są niezbędne do utrzymania dowolnego stężenia hormonów, wody i składników odżywczych, jakie są potrzebne w danym momencie czas. Ten schemat nazywa się bariera krew-mózg.

Jest to w dużej mierze osiągane dzięki sposobowi budowy małych naczyń krwionośnych wchodzących do mózgu. Indywidualny naczynie krwionośne komórki, zwane komórkami śródbłonka, są upakowane niezwykle blisko siebie, tworząc tzw ciasne skrzyżowania. Tylko pod pewnymi warunkami większość cząsteczek może przejść między tymi komórkami śródbłonka w mózgu.