Membrānas plūsma ir termins, ko izmanto, lai apkopotu visus starpšūnu procesus masa transports pa endomembrānas sistēmu. Tas galvenokārt ietver endo-, ekso- un transcitozi, kas ļauj šūnām uzņemt un atbrīvot vielas, izspiežot membrānu. Membrānas plūsmas pārtraukšana var izraisīt šūnu nāvi (apoptozi).
Kas ir membrānas plūsma?
Membrānas plūsma ir termins, ko izmanto, lai apkopotu visus starpšūnu procesus masa transports pa endomembrānas sistēmu. Vielu transportēšana starp atsevišķām ķermeņa šūnām atbilst membrānas transportēšanai. Divi galvenie starpšūnu procesi masa transportēšana ir endocitoze un eksocitoze. Eksocitozē vielas tiek izvadītas no šūnas. Savukārt endocitozes gadījumā šūnai sveši materiāli tiek uzņemti šūnā. Paturot prātā šo mērķi, šūna piesaista sevi, tādējādi sašaurinot vielu tajā šūnu membrānu. Šajā procesā veidojas pūslīši un vakuolas. Kad masas pārvietošanas laikā biomembrāna daļēji izmežģās, to sauc par membrānas plūsmu. Membrānas plūsma notiek endomembrānas sistēmā. Šī sistēma atbilst visu eikariotu organoļu kopumam, starp kuriem ir savienojums vezikulārai transportēšanai. Bez endoplazmas retikuluma, endosomas, lizosomas un plazmas membrāna (šūnu membrānu), Golgi aparāts pieder arī endomembrānu sistēmai. Tomēr no sistēmas ir izslēgtas peroksisomas, mitohondriji, un kodols. S
membrānas plūsmas kontekstā kā transporta procesus var minēt endocitozi, kā arī eksocitozi. Trešais membrānas pārvietotās masas pārneses transporta ceļš ir transcitoze, kas ir vielas receptoru starpniecības transports pāri šūnu membrānu.
Funkcija un uzdevums
Membrānas plūsmas (vai masu pārvietojošās masas transportēšanas) endocitoze atbilst an ieslodzījums biomembrānas. Caur ieslodzījums, šūna satur, piemēram, šķidruma pilienu, noteiktas makromolekulas vai lielus pārtikas gabalus. Dažreiz tas pat invaginē mazākas šūnas savā membrānā. Pēc vielas iekļaušanas šūna saista endosomu citoplazmā, kas turpmāk pieder endomembrānas sistēmai. Tādējādi apkārtējā vide daļēji migrē šūnas iekšienē. Endocitoze ir vai nu fagocitoze, un tādējādi tā ir vērsta uz cietajām daļiņām, vai arī tā atbilst pinocitozei un uzņem izšķīdinātu molekulas. Membrānas plūsmas kontekstā būtiska ir arī receptoru mediēta endocitoze, kurā asialoglikoproteīna receptori nodrošina daļiņu atpazīšanu un tādējādi izraisa uzņemšanu šūnu iekšienē. Šis membrānas plūsmas veids attiecas, piemēram, uz holesterīns uzņemšana. Eksocitoze jānošķir no membrānu pārvietojošās masas transporta endocitozes. Šajā procesā vielas tiek transportētas no šūnas iekšpuses un izdalītas šūnas vidē. Šādi pārvadātās vielas ir, piemēram, vielas, ko ražo pati šūna. Bet šādā veidā no šūnas var iziet arī nesagremojamas atliekas. Transporta procesā tā sauktā eksoma jeb transporta vezikula saplūst ar šūnas membrānu. Lipīdu divslānis pārklāj eksomu no ārpuses. Parasti eksocitoze ir saistīta ar endocitozi, un pēc tam to sauc par endocitozi, kas saistīta ar eksocitozi. Endocitozes un eksocitozes kombinācija novērš netraucētu šūnu palielināšanos. Ar eksocitozi saistīta endocitoze arī saudzē šūnu pūslīšu un membrānas sintēzi proteīni transporta vajadzībām. Šī iemesla dēļ to bieži sauc par pūslīšu pārstrādi. Trešais membrānas plūsmas transporta ceļš ir transcitoze, kas pazīstama arī kā citopempsis. Tas ir no receptora atkarīgs transports, kas pārvadā ārpusšūnas materiālu caur šūnu un tādējādi atbilst eksocitozes un endocitozes kombinācijai. Šajā procesā izveidoto pūslīti šūna izlaiž kaimiņu šūnā vai transportē ārpusšūnu telpā. Pūslīša saturs paliek nemainīgs. Šis transporta veids galvenokārt ietekmē epitēlija šūnas kuģi un zarnās. Transcitozes receptori galvenokārt ir zināmas grupas Fc receptori, kas atrodami placenta un apikālajā infantilajā zarnā epitēlijs. Iekš placenta, viņi galvenokārt pārņem mātes IgG transportēšanu bērnā.
Slimības un kaites
Ja tiek traucēta vielu pārvadāšana ar membrānu modificējošiem transporta procesiem, tas bieži notiek transporta mutācijas dēļ proteīni, transports fermentivai iesaistītie receptori. Diezgan daudzas slimības ir saistītas ar bojātu membrānas transportēšanu. Piemēram, audzēji ir saistīti ar traucētu endocitozi. Tas pats attiecas uz infekcijām un neiroģeneratīvām slimībām, piemēram, neiropātijām ar pavājinātu staigāšanas spēju un samazinātu nervu vadīšanas ātrumu vai maņu traucējumiem. Piemēram, endocitoze ir traucēta Hantingtona slimība. Šajā slimībā mirstošās nervu šūnas izraisa tādus simptomus kā kustību traucējumi un rakstura izmaiņas. Olbaltumvielu hunttīna mutācija ir slimības cēlonis. Traucēta eksocitoze var izraisīt tikpat nopietnas sekas. Piemēram, toksīni var kavēt neirotransmiteru eksocitozi. Baktēriju toksīni var izraisīt krampjus vai paralīzi, kavējot membrānas plūsmu. Eksocitozi ietekmē arī vielmaiņas slimību traucējumi, piemēram, cistiskā fibroze. Šajā slimībā papildus bronhu sekrēcijai aizkuņģa dziedzera un žults izdalījumi kļūst viskozi, kā rezultātā rodas orgānu darbības traucējumi. Traucēta pinocitoze tagad ir saistīta ar tādām slimībām kā Alcheimera, ar vielmaiņas traucējumiem, paaugstināts holesterīns līmeņos un ar rakstura izmaiņām. Visbeidzot, pavājināta membrānas plūsma var izraisīt arī smagus traucējumus kuņģa-zarnu traktā, un tāpēc dažkārt tā ir saistīta ar kuņģa un zarnu trakta slimībām. Ierobežojumu ietekme uz membrānas plūsmu ir attiecīgi dažāda un sliktākajā gadījumā izraisa šūnu nāvi. Membrānas plūsmas traucējumu kontekstā šūnas bieži nespēj absorbēt nevienu vai tikai dažas vitāli svarīgas vielas un gandrīz vai vispār nespēj izdalīt liekas vai pat toksiskas vielas.
