Poolläbilaskvus

Poolläbilaskvus "Biomembraan" viitab biomembraanile, mis on teatud ainete suhtes valikuliselt läbilaskev ja mida teised ained ei suuda edasi anda. Poolläbitavus on osmoosi alus ja iseloomustab kõigi elusolendite rakke. Poolläbilaskvuse häiretel on laastavad tagajärjed elektrolüütide ja vee tasakaalule kambriosades.

Mis on poolläbilaskvus?

Poolläbilaskvus tähendab sõna otseses mõttes "poolläbilaskvust". Mõiste tähistab füüsiliste või oluliste liideste omadusi. Poolläbilaskvad pinnad võimaldavad teatud osakestel läbida, takistades samal ajal teiste liikumist.

Meditsiinitehnoloogias ja bioloogias mängib poolläbilaskvus eriti membraanide kontekstis. Poolläbilaskvatel membraanidel on selektiivne läbilaskvus ja need võimaldavad teatud osakestel läbida membraani kindlas suunas. Vastavad membraanid tähistavad eraldussüsteemi, mis võimaldab teatud ainetel liikuda membraani teisele küljele ilma spetsiaalsete transpordisüsteemideta.

Membraanid ümbritsevad rakke, milles ellujäämise huvides tuleb säilitada konkreetne miljöö. Ilma membraanide poolläbilaskvuseta pole raku spetsiifilise keskkonna säilitamine mõeldav. Bioloogias on poolläbilaskvus aluseks ka sellistele protsessidele nagu osmoos, osmoregulatsioon ja turgor.

Funktsioon ja ülesanne

Mõiste membraanitransport võtab kokku kõik materjali tungimised läbi biomembraani. Membraanide transporti iseloomustavad kaks põhimõtteliselt erinevat mehhanismi: lisaks vabale läbitungimisele difusiooni mõttes on olemas ka spetsiifiline transport.

Membraan koosneb lipiidide kahekihilisest kihist, mis iseenesest esindab barjääri raku vesiste sektsioonide vahel. Sel viisil eraldatakse ekstraplasmaatiline ja tsütoplasmaatiline ruum teineteisest. Vaheruumides võib valitseda erinev miljöö. Teatud bioloogilistes süsteemides on rakumembraan tänu oma voolavusele väiksemate molekulide jaoks läbilaskev. See läbilaskvus on olemas näiteks vee bioloogilises süsteemis, mis liigub piki membraani vastavalt olemasolevale kontsentratsioonigradiendile suurema kontsentratsiooni suunas.

See põhimõte on paljude organismide põhiosa ja seega ka inimorganismi alus. Poolläbilaskvad membraanid on peamiselt lahustite läbilaskvad. Lahustunud aineid hoiab membraan sageli selleks, et säilitada rakukeskkonda eraldava kihi taga. See tähendab, et poolläbilaskvad membraanid võimaldavad teatud molaarmassi või suurusega molekulidel läbi pääseda, samal ajal kui antud molaarmassi või suurusega molekulid ei pääse läbi.

Nüüd peab teadus pooleldi läbilaskvuse peamiseks põhjuseks membraanide lipiidsete kaksikkihtide ajutisi ebakorrapärasusi. Osmoosi alusena on poolläbilaskvus kõigi elusorganismide oluline komponent. Mõiste osmoos kirjeldab molekulaarsete osakeste suunatud voolu läbi valikuliselt läbilaskvate või poolläbilaskvate membraanide. Reguleeritud veetasakaalu saavutamiseks sõltuvad kõigi elusolendite rakud osmoosist ja seega poolläbilaskvusest.

Poolläbilaskvus on oluline ka osmoregulatsiooni jaoks. See tähendab võimet reguleerida metabolismis osmootselt aktiivsete ainete kontsentratsiooni. See võime aitab vältida osmootset stressi ja aitab ka elusatel asjadel oma osmootilist potentsiaali ära kasutada.

Lisaks on poolläbilaskvus taimede turgorurõhu alus. See rõhk vastab rakkude hüdrostaatilisele rõhule, mis võimaldab füsioloogilisi protsesse nagu gaasivahetus või erinevad transpordiprotsessid.

Haigused ja tervisehäired

Süsteemsed põletikulised reaktsioonid, näiteks sepsis, võivad mõjutada läbilaskvust. Sellega seoses vabaneb vahendaja aine histamiin. Pärast vabastamist suureneb muu hulgas laevade läbilaskvus.

On olemas palju muid põletikulisi reaktsioone, mis mõjutavad erinevate kudede membraani läbilaskvust. Üks neist on pankreatiit, mille puhul pankrease kanalisüsteemi poolläbilaskvust mõjutavad häired. Rakkude membraani läbilaskvus sel juhul väheneb. Seda nähtust saab ära tunda näiteks röntgenkontrastainete tungimise kaudu diagnostilise pildistamise ajal.

Edasised membraani läbilaskvuse häired esinevad südame-veresoonkonna haiguste taustal. Enamikul juhtudel põhjustavad kõik membraani läbilaskvuse häired elektrolüütide tasakaalu.

Lisaks kirjeldatud kontekstidele võivad membraani läbilaskvuse häired olla ka pärilikud. Membraanvalkude pärilik mutatsioon võib näiteks oluliselt muuta rakumembraani läbilaskvust, näiteks selliste haiguste korral nagu Myotonia congenita Thomsen.

Selle haiguse korral kahjustavad lihastes olevad kloriidikanalid, mida on muutnud geneetiline mutatsioon, kloriidioonide membraani läbimist. Ilma nende ioonide läbimiseta ei saa lihased täies mahus töötada.

Lõppkokkuvõttes näitavad kõik membraani läbilaskvushäired olulist mõju kogu organismile. Kui näiteks poolläbilaskev membraan ei ole äkki enam lahusteid läbilaskev, on raku sektsioonide veebilanss tasakaalust väljas. Kui poolläbilaskev membraan on jällegi liiga läbilaskev, siis muutub ka sel juhul lahtriosade konkreetne miljöö. Mõlemal juhul võib kahjustatud rakk surma saada, kuna selle sektsioonide kavandatud töökeskkond on tasakaalust väljas.

Autoimmuunhaigused võivad kahjustada ka membraani läbilaskvust. Näiteks antifosfolipiidne sündroom on suunatud spetsiaalselt biomembraani vastu ja muudab nende füsioloogilist läbilaskvust.

Taimedes täheldatakse ka mõningaid parasiitide organismidega seotud membraanide läbilaskvuse või poolläbilaskvuse häireid. Teatud parasiidid eritavad närbunud toksiine marasiini mõttes. Need ained põhjustavad poolläbilaskvuse häireid, et suurendada peremeesraku plasma läbilaskvust ja saada seega takistusteta juurdepääs.