เซลล์สมองมีไขมัน Bilayer หรือไม่?

เซลล์สมองเป็นเซลล์ประสาทชนิดหนึ่งหรือ เซลล์ประสาท. นอกจากนี้ยังมีเซลล์สมองหลายประเภท แต่เซลล์ประสาททั้งหมดเป็น เซลล์และเซลล์ทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตที่มีระบบประสาทมีลักษณะหลายอย่าง ในความเป็นจริง, ทั้งหมด เซลล์ ไม่ว่าจะเป็นแบคทีเรียเซลล์เดียวหรือมนุษย์ มีลักษณะบางอย่างที่เหมือนกัน

ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของทุกเซลล์คือ พวกมันมี เมมเบรนพลาสม่าคู่ doubleเรียกว่า เยื่อหุ้มเซลล์, รอบเซลล์ทั้งหมด. อีกอย่างคือพวกเขามี ไซโตพลาสซึม ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้เกิดมวลเซลล์จำนวนมาก ประการที่สามคือพวกเขามี ไรโบโซม, โครงสร้างคล้ายโปรตีนที่สังเคราะห์โปรตีนทั้งหมดที่สร้างโดยเซลล์ ประการที่สี่คือพวกเขารวมสารพันธุกรรมในรูปของ ดีเอ็นเอ.

เยื่อหุ้มเซลล์ตามที่ระบุไว้ประกอบด้วยเมมเบรนพลาสม่าคู่ "สองเท่า" มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าเยื่อหุ้มเซลล์ยังกล่าวได้ว่าประกอบด้วยa ฟอสโฟลิปิด bilayerโดยที่ "bi-" เป็นคำนำหน้าหมายถึง "สอง" เมมเบรน bilipid ซึ่งบางครั้งเรียกว่ามีฟังก์ชันหลักหลายประการนอกเหนือจากการปกป้องเซลล์โดยรวม

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์ ตามที่ระบุไว้ จำนวนเซลล์ของสิ่งมีชีวิตนั้นแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ และจุลินทรีย์บางชนิดมีเซลล์เพียงเซลล์เดียว ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด เซลล์เป็นหน่วยการสร้างของชีวิตในแง่ที่ว่าพวกเขาเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดใน สิ่งมีชีวิตที่อวดคุณสมบัติทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับชีวิต เช่น การเผาผลาญ การสืบพันธุ์ และอื่นๆ

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็น โปรคาริโอต และ ยูคาริโอต. ปรือ*โอคาริโอต* เป็นเซลล์เดียวเกือบทั้งหมดและรวมถึงแบคทีเรียหลายชนิดที่อาศัยอยู่บนโลก ยูคาริโอต เป็นเซลล์หลายเซลล์เกือบทั้งหมดและมีเซลล์ที่มีคุณสมบัติพิเศษหลายอย่างที่เซลล์โปรคาริโอตขาด

เซลล์ทั้งหมดดังที่ได้กล่าวมาแล้วมีไรโบโซม เยื่อหุ้มเซลล์ DNA (กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก) และไซโตพลาสซึม ซึ่งเป็นตัวกลางคล้ายเจลภายในเซลล์ ซึ่งปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้และอนุภาคสามารถเคลื่อนที่ได้

เซลล์ยูคาริโอตมี DNA อยู่ภายในนิวเคลียส ซึ่งล้อมรอบด้วยฟอสโฟลิปิด bilayer ของตัวเองที่เรียกว่า เยื่อหุ่มนิวเคลียส.

พวกเขายังประกอบด้วย ออร์แกเนลล์ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ผูกมัดด้วยเมมเบรนพลาสมาคู่เหมือนเยื่อหุ้มเซลล์เองและมีหน้าที่เฉพาะ ตัวอย่างเช่น, ไมโตคอนเดรีย มีหน้าที่ทำการหายใจแบบใช้ออกซิเจนภายในเซลล์ในที่ที่มีออกซิเจน

เป็นการง่ายที่สุดที่จะเข้าใจโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์หากคุณจินตนาการว่ากำลังดูแบบตัดขวาง มุมมองนี้ช่วยให้คุณ "เห็น" เยื่อหุ้มพลาสมาทั้งสองข้างของ bilayer ซึ่งเป็นช่องว่างระหว่าง และวัสดุซึ่งย่อมต้องผ่านเข้าหรือออกจากเซลล์โดยผ่านเยื่อหุ้มเซลล์บางส่วน หมายถึง

โมเลกุลแต่ละโมเลกุลที่ประกอบขึ้นเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนใหญ่เรียกว่า ไกลโคฟอสโฟลิปิดหรือบ่อยกว่านั้นคือฟอสโฟลิปิด เหล่านี้ทำจาก "หัว" ฟอสเฟตที่มีขนาดกะทัดรัดซึ่ง ได้แก่ ชอบน้ำ ("หาน้ำ") และชี้ไปทางด้านนอกของเมมเบรนแต่ละด้านและคู่ของกรดไขมันที่ ไม่ชอบน้ำ ("กลัวน้ำ") แล้วเผชิญหน้ากัน การจัดเรียงนี้หมายความว่าหัวเหล่านี้หันไปทางด้านนอกของเซลล์ในด้านหนึ่งและไซโตพลาสซึมอีกด้านหนึ่ง

ฟอสเฟตและกรดไขมันในแต่ละโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยบริเวณกลีเซอรอล เช่นเดียวกับไตรกลีเซอไรด์ (ไขมันในอาหาร) ประกอบด้วยกรดไขมันที่เชื่อมกับกลีเซอรอล ส่วนของฟอสเฟตมักจะมีส่วนประกอบเพิ่มเติมบนพื้นผิว และโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตอื่นๆ ก็มีจุดบนเยื่อหุ้มเซลล์เช่นกัน สิ่งเหล่านี้จะถูกอธิบายในไม่ช้า

• ชั้นลิพิดที่ด้านในเป็นชั้นสองชั้นที่แท้จริงเพียงชั้นเดียวในส่วนผสมของเยื่อหุ้มเซลล์ เพราะที่นี่มีเมมเบรนสองส่วนต่อเนื่องกันซึ่งประกอบด้วยส่วนหางของลิปิดเกือบทั้งหมด หางชุดหนึ่งจากฟอสโฟลิปิดบนครึ่งหนึ่งของชั้นไบเลเยอร์ และอีกชุดหนึ่งของหางจากฟอสโฟลิปิดในอีกครึ่งหนึ่งของชั้นไบเลเยอร์

หนึ่งฟังก์ชัน lipid bilayer เกือบจะโดยนิยามแล้วคือการปกป้องเซลล์จากภัยคุกคามจากภายนอก เมมเบรนคือ กึ่งซึมผ่านได้หมายความว่าสารบางชนิดสามารถผ่านได้ในขณะที่สารบางชนิดถูกปฏิเสธไม่ให้เข้าหรือออกทันที

โมเลกุลขนาดเล็ก เช่น น้ำและออกซิเจน สามารถแพร่ผ่านเมมเบรนได้ง่าย โมเลกุลอื่นๆ โดยเฉพาะโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้า (เช่น ไอออน) กรดนิวคลีอิก (DNA หรือญาติของมัน กรดไรโบนิวคลีอิกหรืออาร์เอ็นเอ) และน้ำตาลก็สามารถผ่านได้เช่นกัน แต่ต้องการความช่วยเหลือจากโปรตีนขนส่งเมมเบรนเพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น

โปรตีนขนส่งเหล่านี้มีความเฉพาะทาง หมายความว่าพวกมันได้รับการออกแบบมาเพื่อต้อนเฉพาะโมเลกุลบางประเภทผ่านสิ่งกีดขวาง นี้มักจะต้องป้อนพลังงานในรูปของ เอทีพี (อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต). เมื่อโมเลกุลต้องเคลื่อนที่ต้านการไล่ระดับความเข้มข้นที่แรงกว่า จำเป็นต้องมี ATP มากกว่าปกติ

โมเลกุลที่ไม่ใช่ฟอสโฟลิปิดส่วนใหญ่ในเยื่อหุ้มเซลล์คือ โปรตีนเมมเบรน. โครงสร้างเหล่านี้ครอบคลุมทั้งสองชั้นของ bilayer (ด้วยเหตุนี้ "transmembrane") สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นโปรตีนขนส่ง ซึ่งในบางกรณีจะสร้างช่องสัญญาณที่ใหญ่พอที่โมเลกุลเฉพาะที่พบจะผ่านเข้าไปได้

โปรตีนเมมเบรนอื่นๆ ได้แก่ ตัวรับ, ซึ่งส่งสัญญาณไปยังภายในเซลล์เพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นโดยโมเลกุลที่อยู่ภายนอกเซลล์ เอนไซม์ซึ่งมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี และ สมอซึ่งเชื่อมโยงส่วนประกอบภายนอกเซลล์กับส่วนประกอบในไซโตพลาสซึม

หากไม่มีวิธีการเคลื่อนย้ายสารเข้าและออกจากเซลล์ เซลล์ก็จะหมดพลังงานอย่างรวดเร็วและไม่สามารถขับของเสียจากการเผาผลาญได้ แน่นอนว่าทั้งสองสถานการณ์ไม่สอดคล้องกับชีวิต

ประสิทธิผลของการขนส่งเมมเบรนขึ้นอยู่กับ สามปัจจัยหลัก: การซึมผ่านของเมมเบรน ความต่างของความเข้มข้นของโมเลกุลที่กำหนดระหว่างภายในและภายนอก และขนาดและประจุ (ถ้ามี) ของโมเลกุลที่พิจารณา

การขนส่งแบบพาสซีฟ (การแพร่กระจายอย่างง่าย) ขึ้นอยู่กับปัจจัยสองประการหลังเท่านั้น เนื่องจากโมเลกุลที่เข้าหรือออกจากเซลล์ด้วยวิธีนี้สามารถลอดผ่านช่องว่างระหว่าง ฟอสโฟลิปิด. เนื่องจากไม่มีประจุ จึงมักจะไหลเข้าหรือออกจนกว่าความเข้มข้นจะเท่ากันทั้งสองด้านของ bilayer

ใน การแพร่กระจายที่สะดวกใช้หลักการเดียวกัน แต่โปรตีนเมมเบรนจำเป็นต้องสร้างพื้นที่เพียงพอสำหรับโมเลกุลที่ไม่มีประจุเพื่อไหลผ่านเมมเบรนตามระดับความเข้มข้นของพวกมัน โปรตีนเหล่านี้สามารถกระตุ้นได้ด้วยการมีอยู่ของโมเลกุล "เคาะที่ประตู" หรือโดยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่กระตุ้นโดยการมาถึงของโมเลกุลใหม่

ใน การขนส่งที่ใช้งานจำเป็นต้องใช้พลังงานเสมอเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุลขัดต่อความเข้มข้นหรือการไล่ระดับเคมีไฟฟ้า แม้ว่าเอทีพีจะเป็นแหล่งพลังงานที่พบบ่อยที่สุดสำหรับโปรตีนขนส่งผ่านเมมเบรน แต่พลังงานแสงและพลังงานเคมีไฟฟ้าก็สามารถนำมาใช้ได้เช่นกัน

สมองเป็นอวัยวะพิเศษ และได้รับการปกป้องเป็นพิเศษ ซึ่งหมายความว่านอกเหนือจากกลไกที่อธิบายไว้แล้ว เซลล์สมองมีวิธีการควบคุมการเข้าของ. ที่เข้มงวดมากขึ้น สารซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษาความเข้มข้นของฮอร์โมน น้ำ และสารอาหารที่จำเป็นตามที่กำหนด เวลา. โครงการนี้เรียกว่า อุปสรรคเลือดสมอง

สิ่งนี้สำเร็จได้อย่างมากด้วยวิธีการสร้างหลอดเลือดขนาดเล็กที่เข้าสู่สมอง เฉพาะบุคคล เส้นเลือด เซลล์ที่เรียกว่า เซลล์บุผนังหลอดเลือด (endothelial cells) ถูกบรรจุชิดกันอย่างผิดปกติ ทำให้เกิดเซลล์ที่เรียกว่า ทางแยกแน่น. ภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้นที่โมเลกุลส่วนใหญ่ได้รับการส่งผ่านระหว่างเซลล์บุผนังหลอดเลือดเหล่านี้ในสมอง