Indhold
- Grundlæggende celle
- Cellemembranen
- Lipid bilayer-funktioner
- Yderligere komponenter i bilayeren
- Cellemembrantransport
- Blodhjernebarrieren
Hjerneceller er en type neuron eller nervecelle. Der er også forskellige typer hjerneceller. Men alle neuroner er celler, og alle celler i organismer, der har nervesystemer, deler et antal karakteristika. Faktisk, alle celler, uanset om de er encellede bakterier eller mennesker, har et par træk til fælles.
Et vigtigt kendetegn for alle celler er, at de har en dobbelt plasmamembran, kaldet celle membran, der omgiver hele cellen. En anden er, at de har en cytoplasma på det indre af membranen, hvilket danner størstedelen af cellemassen. En tredje er, at de har ribosomer, proteinlignende strukturer, der syntetiserer alle proteiner, der er fremstillet af cellen. En fjerde er, at de inkluderer genetisk materiale i form af DNA.
Som bemærket består cellemembraner af en dobbelt plasmamembran. "Dobbelt" kommer fra det faktum, at cellemembranen også siges at bestå af en phospholipid dobbeltlag, med "bi-" som et præfiks, der betyder "to." Denne bilipidmembran, som den også undertiden kaldes, har et antal nøglefunktioner ud over at beskytte cellen som helhed.
Grundlæggende celle
Alle organismer består af celler. Som bemærket varierer antallet af celler, som en organisme har, meget fra art til art, og nogle mikrober inkluderer kun en enkelt celle. Uanset hvad er celler byggestenene i livet i den forstand, at de er de mindste individuelle enheder i levende ting, der kan prale af alle de egenskaber, der er forbundet med livet, fx metabolisme, reproduktion og så videre.
Alle organismer kan opdeles i prokaryoter og eukaryoter. pr* okaryotes* er næsten alle encellede og inkluderer de mange bakteriesorter, der befolker planeten. eukaryoter er næsten alle flercellede og har celler med en række specialiserede træk, som prokaryote celler mangler.
Som nævnt har alle celler ribosomer, en cellemembran, DNA (deoxyribonukleinsyre) og cytoplasma, et gellignende medium inde i celler, hvor reaktioner kan forekomme, og partikler kan bevæge sig.
Eukaryote celler har deres DNA indesluttet i en kerne, der er omgivet af et eget phospholipid-lag, kaldet nuklear konvolut.
De indeholder også organeller, som er strukturer bundet af en dobbelt plasmamembran som selve cellemembranen og med specialiserede funktioner. For eksempel er mitokondrier ansvarlige for at udføre aerob respiration inden for celler i nærværelse af ilt.
Cellemembranen
Det er nemmest at forstå cellemembranens struktur, hvis du forestiller dig at se den i tværsnit. Dette perspektiv giver dig mulighed for at "se" begge de modstående plasmamembraner i dobbeltlaget, mellemrummet imellem dem og materialerne, som uundgåeligt skal passere ind eller ud af cellen gennem membranen på nogle måder.
De individuelle molekyler, der udgør det meste af cellemembranen, kaldes glycophospholipids, eller, oftere, bare phospholipider. Disse er lavet af kompakte, fosfat "hoveder" hydrofile ("vand-søgende") og peg mod det ydre af membranen på hver side, og et par lange fedtsyrer, der er hydrofob ("frygt for vand") og møde hinanden. Dette arrangement betyder, at disse hoveder vender mod det ydre af cellen på den ene side og cytoplasmaen på den anden.
Fosfat- og fedtsyrerne i hvert molekyle forbindes af en glycerolregion, ligesom et triglycerid (diætfedt) består af fedtsyrer, der er forbundet med glycerol. Fosfatdelene har ofte yderligere komponenter på overfladen, og andre proteiner og kulhydrater prikker også cellemembranen; disse vil snart blive beskrevet.
Lipid bilayer-funktioner
En lipid-dobbeltlagsfunktion, næsten pr. Definition, er at beskytte cellen mod trusler udefra. Membranen er semipermeabel, hvilket betyder, at nogle stoffer kan passere, mens andre nægtes indrejse eller udgang direkte.
Små molekyler, såsom vand og ilt, kan let diffundere gennem membranen. Andre molekyler, især dem, der bærer en elektrisk ladning (dvs. ioner), nukleinsyrer (DNA eller dets relative, ribonukleinsyre eller RNA) og sukker kan også passere, men kræver hjælp af membrantransportproteiner for at dette kan ske.
Disse transportproteiner er specialiserede, hvilket betyder, at de er designet til at hyrde kun en bestemt type molekyle gennem barrieren. Dette kræver ofte et input af energi i form af ATP (adenosintriphosphat). Når molekylerne skal bevæges mod en stærkere koncentrationsgradient, er der behov for endnu mere ATP end normalt.
Yderligere komponenter i bilayeren
De fleste af ikke-phospholipidmolekylerne i cellemembranen er transmembrane proteiner. Disse strukturer spænder over begge lag af dobbeltlaget (dermed "transmembrane"). Mange af disse er transportproteiner, som i nogle tilfælde danner en kanal, der er stor nok til, at det specifikke molekyle, der er stødt på, passerer.
Andre transmembrane proteiner inkluderer receptorer, som signalerer til celleindretningen som reaktion på aktivering af molekyler på ydersiden af cellen; enzymer, der deltager i kemiske reaktioner; og ankre, som fysisk forbinder komponenter uden for cellen med dem i cytoplasmaet.
Cellemembrantransport
Uden en måde at flytte stoffer ind og ud af cellen ville cellen hurtigt gå tom for energi og var heller ikke i stand til at udvise metaboliske affaldsprodukter. Begge scenarier er selvfølgelig uforenelige med livet.
Effektiviteten af membrantransport er afhængig af tre hovedfaktorer: permeabiliteten af membranen, koncentrationsforskellen for et givet molekyle mellem det indvendige og det ydre og størrelsen og ladningen (hvis nogen) af det pågældende molekyle.
Passiv transport (enkel diffusion) afhænger kun af de sidstnævnte to faktorer, da molekyler, der indtræder eller udgår celler på denne måde let kan glide gennem mellemrummene mellem phospholipider. Da de ikke har nogen ladning, vil de have tendens til at strømme indad eller udad, indtil koncentrationen er den samme på begge sider af dobbeltlaget.
I lettere diffusion, gælder de samme principper, men membranproteiner kræves for at skabe nok plads til, at de uladede molekyler strømmer gennem membranen ned gennem deres koncentrationsgradient. Disse proteiner kan aktiveres enten ved blot tilstedeværelsen af molekylet "banker på døren" eller ved ændringer i deres spænding udløst ved ankomsten af et nyt molekyle.
I aktiv transport, kræves der altid energi, fordi molekylets bevægelse er mod dens koncentration eller elektrokemiske gradient. Mens ATP er den mest almindelige energikilde til transmembrantransportproteiner, kan der også anvendes lysenergi og elektrokemisk energi.
Blodhjernebarrieren
Hjernen er et specielt organ, og som sådan er den specielt beskyttet. Dette betyder, at udover de beskrevne mekanismer har hjerneceller et middel til at kontrollere indtrængen af stoffer mere tæt, hvilket er vigtigt for at opretholde en hvilken som helst koncentration af hormoner, vand og næringsstoffer der er behov for på et givet tidspunkt. Denne ordning kaldes blod hjerne barrieren.
Dette opnås stort set takket være den måde, de små blodkar, der kommer ind i hjernen, konstrueres. De individuelle blodkarceller, kaldet endotelceller, pakkes usædvanligt tæt sammen og danner det, der kaldes stramme kryds. Kun under visse betingelser får de fleste molekyler passage mellem disse endotelceller i hjernen.