1. Chức năng của màng sinh chất:
MSC thực hiện các chức năng quan trọng sau:
- Ngăn cách tế bào với môi trường, tạo cho TB một hệ thống riêng biệt. - Thực hiện sự trao đổi chất giữa TB và môi trường.
- Thu nhận thông tin có nguồn gốc ngoại bào và chuyển vào môi trường nội bào. - Ngoài ra MSC của TB vi khuẩn còn có chức năng hô hấp vì trong màng có chứa các enzym hô hấp và tham gia vào sự phân bào của vi khuẩn nhờ cấu trúc mesoxom của màng.
1.1 Màng sinh chất ngăn cách TB với môi trường
Tất cả các tế bào dù là đơn bào hay tế bào trong cơ thể đa bào đều được ngăn cách với môi trường xung quanh bởi màng sinh chất, do đó tạo cho TB một hệ riêng biệt và qua màng, TB trao đổi một cách có chọn lọc các chất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của TB và cơ thể. Trong cơ thể đa bào các TB được ngăn cách nhau bởi lớp dịch mô- là môi trường ngoại bào, và các TB liên hệ với nhau thông qua MSC và lớp dịch mô. Các cấu trúc phân hóa để tăng cường mối liên hệ giữa các TB là cấu trúc phân hóa của MSC( như desmoxom,desmoplasma- xem phần sau). Đối với các hợp bào ( ví dụ cơ vân…), MSC ngăn cách các TB có thể biến mất để tạo thành khối TB chất chứa nhiều nhân và có một màng chung.
MSC giữ cho TB có một hình dạng ổn định, nhưng đồng thời do tính linh hoạt của màng TB có thể thay đổi đáp ứng chức năng của cơ thể ( như chuyển động amip, thực bào, ẩm bào…)
1.2Sự vận chuyển các chất qua màng:
MSC không chỉ ngăn cách TB với môi trường mà còn đóng vai trò quyết định trong sự trao đổi chất giữa TB và môi trường ngoại bào. MSC để cho nhiểu chất đi qua theo cả hai hướng. Sự vận chuyển chất qua màng không chỉ phụ thuộc vào kích thước và bản chất chất được vận chuyển, mà còn phụ thuộc vào cấu tạo và tính chất của màng. Sự vận chuyển có thể là thụ động không tiêu phí năng lượng hoặc theo phương thức hoạt tải- vận chuyển tích cực kèm theo tiêu phí năng lượng ATP. Sự vận chuyển còn tùy thuộc vào sự có mặt của các protein màng, hoặc do sự thay đổi hình dạng của màng. ( hiện tượng nhập bào- xuất bào).
1.2.1 Vận chuyển chất ko kèm tiêu phí năng lượng:
Đó là phướng thức vận chuyển thụ động, vận chuyển nhờ dung môi, vận chuyển dễ dàng:
a. Vận chuyển thụ động: Sự vận chuyển thụ động của các chất qua màng tùy thuộc vào các điều kiện sau:
- Kích thước của phân tử: Các chất có kích thước càng lớn tốc độ vận chuyển càng chậm, tuy nhiên các chất đó phải là chất ko phân cực( oxy dễ dàng thấm qua màng) và không tích điện.
- Tính chất của phân tử: Những chất hòa tan trong lipit dễ dàng đi qua màng, còn các chất hòa tan trong nước khó đi qua màng
- Gradien nồng độ: Một phân tử được vận chuyển thụ động qua màng tùy thuộc vào gradien nồng độ của chất đó ở hai phía của màng. Chúng sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp theo nguyên tắc khuếch tán.
Lợi dụng tính dễ qua màng của chất lipit người ta đã chế ra các lipoxom là các viên có kích thước 50nm được bao bởi một lớp lipit kép và chứa các chất có hoạt tính ( emzim, chất chống đông) và được sử dụng trong điều trị như là phương tiện chuyên chở chất thuốc, vì chúng dễ dàng đi qua MSC và giải phóng các hoạt chất( chất thuốc) vào tế bào.
b. Sự vận chuyển nhờ dung môi:
Như trên đã biết nước và các chất hòa tan trong nước rất khó qua lớp ghét nước của MSC. Tính thẩm thấu của màng đối với nước và các chất hòa tan trong nước chỉ có thể giải thích bằng cơ chế tạo lỗ hoặc khe do sự di chuyển họp nhóm của các protein có trong màng. Ví dụ màng của tiểu mô bóng đái ếch là ko thấm đối với nước. Bình thường các phân tử protein trên màng phân bố phân tán, nhưng khi có tác động của hormon chống lợi tiểu thì nước trong bóng đái sẽ được hấp thụ lại nhờ các tế bào biểu mô bóng đái, khi đó các phân tử protein màng di chuyển họp nhóm để tạo nên các vùng thẩm thấu đối với nước gồm các lỗ và khe.
c. Sự vận chuyển dễ dàng:
các protein mang hay các protein chuyên chở( transporter).
Các protein mang là các protein nằm tại màng, được sử dụng làm chất chuyên chở bằng cách các protein mang gắn với chất được chuyên chở nhờ các phần có hình thù bổ trợ đặc trưng và chuyển chúng vào tế bào chất. Hoạt tính này cũng tương tự như phản ứng giữa emzim- cơ chất, nhưng khác ở chỗ chất được chuyển chở không bị làm thay đổi cấu trúc. Trong hoạt động chuyên chở các protein thay đổi thù hình từ một phía của màng (khi gắn với chất chuyên chở) và trở lại thù hình ban đầu ở phía kia của màng ( khi đã giải phóng chất chuyên chở).
1.2.2 Hoạt động của các protein mang:
- Hoạt động của các protein mang có thể xảy ra theo 3 phương thức và có thể tham gia vào cơ chế vẫn chuyển thụ động hoặc vận chuyển tích cực( hoạt tải).
- Vận chuyển đơn cảng( uniport): Là trường hợp vận chuyển chỉ một chất từ phía này đến phía kia của màng.
+ Ví dụ: sự chuyên chở gluco từ môi trường ngoại bào vào tế bào chất khi ở môi trường ngoại bào nồng độ gluco cao hơn trong TBC. Hình thức vận chuyển này là thụ động, không cần tiêu phí năng lượng.
- Vận chuyển đồng cảng ( symport): Là sự vận chuyển một chất này phải kèm theo đồng thời sự vận chuyển một chất khác theo cùng hướng.
+ Ví dụ các tế bào ruột hoặc là tế bào ống thận khi phải vận chuyển gluco từ xoang ống ruột hoặc xoang ống thận ( nơi có nồng độ gluco thấp) vào TBC ( nơi có nồng độ gluco cao hơn) bằng phương thức vận chuyển tích cực ( ngược với gradient nồng độ) là nhờ sự vận chuyển đồng cảng với Na + ( nồng độ Na + ở dịch ngoại bào rất lớn). - Vận chuyển đối cảng ( antiport): Là trường hợp sự vận chuyển đồng thời hai chất nhưng theo hai hướng ngược nhau, một chất đi vào TBC, chất kia ra môi trường ngoại bào. Protein mang các anion có tên băng III có trong màng sinh chất của hồng cầi người, hoạt động như một đối cảng trong sự vận chuyển Cl và HCO3 -