Τι είναι η μεμβράνη; Αυτή η έννοια χρησιμοποιείται σε διάφορες σφαίρες ζωής και επιστήμες. Και σε καθένα από αυτά έχει διαφορετικό νόημα. Όμως, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, η χρήση αυτού του όρου συνδέεται με την έννοια της ίδιας της λέξης. Μετάφραση από τα λατινικά, το "membrane" είναι μια μεμβράνη.
Διαφορετικές ερμηνείες της έννοιας
Στην τεχνολογία και τη μηχανική, αυτή η έννοια χρησιμοποιείται όταν μιλάμε για μια λεπτή μεμβράνη ή πλάκα στερεωμένη κατά μήκος του περιγράμματος, όπως σε μικρόφωνα ή μετρητές πίεσης.
Στη βιολογία, μια μεμβράνη νοείται ως μια ελαστική μοριακή δομή που υπάρχει σε κάθε κύτταρο και εκτελεί τη λειτουργία της προστασίας από τις περιβαλλοντικές επιρροές. Εξασφαλίζει την ακεραιότητα του κυττάρου και συμμετέχει σε μεταβολικές διεργασίες με τον έξω κόσμο.
Μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης
Μία από τις πρόσφατες εφευρέσεις είναι η μονάδα αντίστροφης όσμωσης, η οποία χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του νερού. Αυτό το σχέδιο είναι ένας σωλήνας με πυθμένα και καπάκι. Και μέσα σε αυτόν τον σωλήνα βρίσκεται ακριβώς η μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης, η παρουσία της οποίας εξασφαλίζει την παραγωγή υπερκαθαρού νερού, απαλλαγμένου από διάφορους βακτηριολογικούς ρύπους.και βιολογικών κοιτασμάτων. Ο μηχανισμός καθαρισμού υγρών βασίζεται στην ελαχιστοποίηση των νεκρών χώρων όπου μπορούν να συσσωρευτούν βακτήρια.
Αυτές οι μονάδες χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική, και για να είμαστε πιο ακριβείς, παρέχουν συσκευές για αιμοκάθαρση με υπερκαθαρό νερό.
Μεμβράνες για υδραυλικούς συσσωρευτές και δοχεία διαστολής. Η αντικατάστασή τους
Οι υδραυλικοί συσσωρευτές και οι δεξαμενές διαστολής είναι συσκευές που χρησιμοποιούνται για την αντιστάθμιση της υπερβολικής πίεσης (όγκου) στο εσωτερικό των συσκευών θέρμανσης.
Τι είναι η μεμβράνη σε αυτήν την περίπτωση; Αυτό το στοιχείο είναι το κύριο συστατικό συσκευών αυτού του τύπου. Επηρεάζει την απόδοση και την αξιοπιστία ολόκληρου του συστήματος. Το σχήμα της μεμβράνης μπορεί να ποικίλλει. Είναι διάφραγμα, μπάλα και μπαλόνι. Εάν η δεξαμενή έχει μεγάλο όγκο, τότε ένα μεταλλικό εξάρτημα εισάγεται στο πίσω μέρος του στοιχείου, στο οποίο υπάρχει μια οπή για την εξαέρωση του αέρα. Ανάλογα με το εύρος χρήσης της συσκευής, επιλέγεται το υλικό για την κατασκευή της μεμβράνης. Για παράδειγμα, στις δεξαμενές διαστολής του συστήματος θέρμανσης, το κύριο κριτήριο είναι το επίπεδο αντοχής στη θερμότητα και αντοχής. Στην περίπτωση παροχής κρύου νερού, η επιλογή του υλικού μεμβράνης καθοδηγείται από το κριτήριο της δυναμικής ελαστικότητας.
Δυστυχώς, δεν υπάρχει υλικό που να μπορεί να ονομαστεί καθολικό. Επομένως, η σωστή επιλογή του είναι μια από τις σημαντικότερες προϋποθέσεις για τη μακροχρόνια λειτουργία της συσκευής και την αποτελεσματική λειτουργία της. Τις περισσότερες φορές, οι πλάκες είναι κατασκευασμένες από φυσικό καουτσούκ,συνθετικό καουτσούκ βουτυλίου ή αιθυλενίου προπυλενίου.
Η μεμβράνη αντικαθίσταται με την αποσύνδεση του συσσωρευτή ή του δοχείου διαστολής από το σύστημα. Αρχικά, αφαιρούνται οι βίδες που συγκρατούν τη φλάντζα και το σώμα μαζί. Σε ορισμένες συσκευές υπάρχει επίσης μια βάση στην περιοχή της θηλής. Αφού το αφαιρέσετε, η μεμβράνη μπορεί να αφαιρεθεί εύκολα. Εκτελώντας την αντίστροφη ενέργεια, πρέπει να εγκαταστήσετε μια νέα μεμβράνη.
Πολυμερείς μεμβράνες
Η έννοια της «μεμβράνης πολυμερούς» χρησιμοποιείται σε αρκετές περιπτώσεις. Πρώτον, χρησιμοποιείται, μιλώντας για ένα από τα πιο σύγχρονα και προηγμένα υλικά στέγης από άποψη πρακτικότητας. Αυτός ο τύπος μεμβράνης παράγεται χρησιμοποιώντας μια μέθοδο εξώθησης, η οποία διασφαλίζει ότι δεν υπάρχουν κενά στη σύνθεση του τελικού υλικού. Τα πλεονεκτήματα ενός πολυμερούς προϊόντος περιλαμβάνουν απόλυτη αντοχή στο νερό, διαπερατότητα ατμών, μικρό βάρος, αντοχή, χαμηλή ευφλεκτότητα, περιβαλλοντική ασφάλεια.
Ο όρος "μεμβράνη πολυμερούς" χρησιμοποιείται συχνά όταν πρόκειται για τις πλάκες αντίστροφης όσμωσης που αναφέρθηκαν παραπάνω, καθώς και για άλλους τύπους μεμβρανών που κατασκευάζονται από οργανικά πολυμερή. Πρόκειται για προϊόντα μικρο- και υπερδιήθησης, μεμβράνες που χρησιμοποιούνται στη νανοδιήθηση. Το πλεονέκτημα των πολυμερών μεμβρανών σε αυτό το πλαίσιο έγκειται στην υψηλή ικανότητα κατασκευής και τις μεγάλες δυνατότητες ελέγχου των ιδιοτήτων και της δομής του υλικού. Αυτό χρησιμοποιεί μικρές χημικές και τεχνολογικές παραλλαγές στη διαδικασία παραγωγής.
Κυτταρική μεμβράνη. Κυψέλες – μονάδεςόλων των ζωντανών όντων
Είναι από καιρό γνωστό ότι η βασική δομική μονάδα ενός ζωντανού οργανισμού είναι ένα κύτταρο. Είναι ένα διαφοροποιημένο τμήμα του κυτταροπλάσματος, το οποίο περιβάλλεται από μια κυτταρική μεμβράνη. Στη διαδικασία της εξέλιξης, καθώς διευρύνονταν τα όρια της λειτουργικότητας, απέκτησε πλαστικότητα και λεπτότητα, επειδή οι πιο σημαντικές διεργασίες στο σώμα συμβαίνουν ακριβώς στα κύτταρα.
Η κυτταρική μεμβράνη είναι το όριο του κυττάρου, το οποίο είναι ένα φυσικό εμπόδιο μεταξύ του εσωτερικού του περιεχομένου και του περιβάλλοντος. Το κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα της μεμβράνης είναι η ημιδιαπερατότητα, η οποία εξασφαλίζει τη διείσδυση υγρασίας και θρεπτικών ουσιών στο κύτταρο και την απομάκρυνση των προϊόντων αποσύνθεσης από αυτό. Η κυτταρική μεμβράνη είναι το κύριο δομικό συστατικό της κυτταρικής οργάνωσης.
Ιστορικά γεγονότα που σχετίζονται με την ανακάλυψη και τη μελέτη της κυτταρικής μεμβράνης
Το 1925, ο Grendel και ο Gorder δημιούργησαν με επιτυχία ένα πείραμα για να εντοπίσουν τις «σκιές» των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Ήταν αυτοί που ανακάλυψαν πρώτοι τη λιπιδική διπλοστιβάδα κατά τη διάρκεια των πειραμάτων. Οι διάδοχοι του έργου τους Danielli, Dawson, Robertson, Nicholson σε διάφορα χρόνια εργάστηκαν για τη δημιουργία ενός μοντέλου υγρού-μωσαϊκού της δομής της μεμβράνης. Ο Singsher το κατάφερε τελικά το 1972.
Βασικές λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης
- Διαχωρισμός του εσωτερικού περιεχομένου του κελιού από τα στοιχεία του εξωτερικού περιβάλλοντος.
- Συμβάλετε στη διατήρηση της σταθερότητας της χημικής σύνθεσης μέσα στο κύτταρο.
- Ρυθμίστε την ισορροπία του μεταβολισμού.
- Συνδεσιμότηταμεταξύ κελιών.
- Λειτουργία σήματος.
- Προστατευτική λειτουργία.
Κέλυφος Plasma
Τι είναι η μεμβράνη, η οποία ονομάζεται θήκη πλάσματος; Αυτό είναι το εξωτερικό κυτταρικό τοίχωμα, το οποίο στη δομή του είναι ένα υπερμικροσκοπικό φιλμ πάχους 5-7 νανόμετρων. Αποτελείται από πρωτεϊνικές ενώσεις, φωσφολιπίδια, νερό. Η μεμβράνη, όντας πολύ ελαστική, απορροφά καλά την υγρασία και έχει επίσης την ικανότητα να αποκαθιστά γρήγορα την ακεραιότητά της.
Η πλασματική μεμβράνη χαρακτηρίζεται από καθολική δομή. Η οριακή του θέση προκαλεί συμμετοχή στη διαδικασία της επιλεκτικής διαπερατότητας κατά την απομάκρυνση των προϊόντων αποσύνθεσης από το κύτταρο. Αλληλεπιδρώντας με γειτονικά στοιχεία και προστατεύοντας με αξιοπιστία το περιεχόμενο από ζημιές, η εξωτερική μεμβράνη είναι ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία της κυτταρικής δομής.
Το λεπτότερο στρώμα που μερικές φορές καλύπτει την κυτταρική μεμβράνη των ζωντανών οργανισμών ονομάζεται γλυκοκάλυκα. Αποτελείται από πρωτεΐνες και πολυσακχαρίτες. Και στα φυτικά κύτταρα, η μεμβράνη προστατεύεται από πάνω από ένα ειδικό τοίχωμα, το οποίο επίσης εκτελεί μια υποστηρικτική λειτουργία και διατηρεί το σχήμα της. Αποτελείται κυρίως από φυτικές ίνες, έναν αδιάλυτο πολυσακχαρίτη.
Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι οι κύριες λειτουργίες της εξωτερικής κυτταρικής μεμβράνης είναι η επισκευή, η προστασία και η αλληλεπίδραση με τα γειτονικά κύτταρα.
Χαρακτηριστικά κτιρίου
Τι είναι η μεμβράνη; Αυτό είναι ένα κινητό κέλυφος, το πλάτος του οποίου είναι 6-10 νανόμετρα. Η δομή του βασίζεται σελιπιδική διπλοστιβάδα και πρωτεΐνες. Οι υδατάνθρακες υπάρχουν επίσης στη μεμβράνη, αλλά αντιπροσωπεύουν μόνο το 10% της μάζας των μεμβρανών. Βρίσκονται όμως απαραίτητα σε γλυκολιπίδια ή γλυκοπρωτεΐνες.
Αν μιλάμε για την αναλογία πρωτεϊνών και λιπιδίων, τότε μπορεί να διαφέρει πολύ. Όλα εξαρτώνται από τον τύπο του υφάσματος. Για παράδειγμα, η μυελίνη περιέχει περίπου 20% πρωτεΐνη, ενώ τα μιτοχόνδρια περιέχουν περίπου 80%. Η σύνθεση της μεμβράνης επηρεάζει άμεσα την πυκνότητά της. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του κελύφους.
Ποικιλότητα λιπιδικών λειτουργιών
Κάθε λιπίδιο είναι φωσφολιπίδιο στη φύση, που προκύπτει από την αλληλεπίδραση γλυκερίνης και σφιγγοσίνης. Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες συσσωρεύονται πυκνά γύρω από το λιπιδικό ικρίωμα, αλλά το στρώμα τους δεν είναι συνεχές. Μερικά από αυτά είναι βυθισμένα στο λιπιδικό στρώμα, ενώ άλλα, όπως λες, το διαπερνούν. Αυτός είναι ο λόγος για την παρουσία περιοχών διαπερατών από το νερό.
Είναι προφανές ότι η σύνθεση των λιπιδίων σε διαφορετικές μεμβράνες δεν είναι τυχαία, αλλά δεν έχει βρεθεί ακόμη σαφής εξήγηση για αυτό το φαινόμενο. Οποιοδήποτε δεδομένο κέλυφος μπορεί να περιέχει έως και εκατό διαφορετικούς τύπους μορίων λιπιδίων. Εξετάστε τους παράγοντες που μπορεί να επηρεάσουν τον προσδιορισμό της λιπιδικής σύστασης του μορίου της μεμβράνης.
- Πρώτον, ένα μείγμα λιπιδίων πρέπει απαραίτητα να έχει την ικανότητα να σχηματίζει μια σταθερή διπλή στιβάδα στην οποία μπορούν να λειτουργούν οι πρωτεΐνες.
- Δεύτερον, τα λιπίδια θα πρέπει να βοηθούν στη σταθεροποίηση των σοβαρά παραμορφωμένων μεμβρανών, στην επίτευξη επαφής μεταξύ των μεμβρανών ή στη σύνδεση ορισμένωνπρωτεΐνες.
- Τρίτον, τα λιπίδια είναι βιορυθμιστές.
- Τέταρτον, ορισμένα λιπίδια συμμετέχουν ενεργά στις αντιδράσεις βιοσύνθεσης.
Πρωτεΐνες κυτταρικής μεμβράνης
Οι πρωτεΐνες εκτελούν διάφορες λειτουργίες. Μερικά παίζουν το ρόλο των ενζύμων, ενώ άλλα μεταφέρουν διάφορα είδη ουσιών από το περιβάλλον στο κύτταρο και πίσω.
Η δομή και οι λειτουργίες της μεμβράνης είναι διατεταγμένες με τέτοιο τρόπο ώστε ενσωματωμένες πρωτεΐνες να διεισδύουν μέσα από αυτήν, παρέχοντας στενή σύνδεση. Αλλά οι περιφερειακές πρωτεΐνες δεν συνδέονται στενά με τη μεμβράνη. Η λειτουργία τους είναι να διατηρούν τη δομή του κελύφους, να λαμβάνουν και να μετατρέπουν σήματα από το εξωτερικό περιβάλλον και να χρησιμεύουν ως καταλύτες για διάφορες αντιδράσεις.
Η σύνθεση της μεμβράνης αντιπροσωπεύεται κυρίως από ένα διμοριακό στρώμα. Η συνέχειά του εξασφαλίζει τον φραγμό και τις μηχανικές ιδιότητες του κυττάρου. Στη διαδικασία της ζωτικής δραστηριότητας, μπορεί να συμβεί παραβίαση της δομής της διπλής στιβάδας, η οποία οδηγεί στον σχηματισμό δομικών ελαττωμάτων μέσω υδρόφιλων πόρων. Μετά από αυτό, όλες οι λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης μπορεί να διαταραχθούν.
Ιδιότητες Shell
Χαρακτηριστικά της κυτταρικής μεμβράνης λόγω της ρευστότητάς της, λόγω της οποίας δεν έχει άκαμπτη δομή. Τα λιπίδια που αποτελούν τη σύνθεσή του μπορούν να κινούνται ελεύθερα. Μπορείτε να παρατηρήσετε την ασυμμετρία της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτός είναι ο λόγος για τη διαφορά στη σύνθεση των πρωτεϊνικών και λιπιδικών στοιβάδων.
Η πολικότητα της κυτταρικής μεμβράνης έχει αποδειχθεί, δηλαδή, η εξωτερική της πλευρά έχει θετικό φορτίο και η εσωτερική πλευρά έχει αρνητικό. Επίσηςπρέπει να σημειωθεί ότι το κέλυφος έχει επιλεκτική διορατικότητα. Επιτρέπει, εκτός από το νερό, μόνο ορισμένες ομάδες μορίων και ιόντων διαλυμένων ουσιών.
Χαρακτηριστικά της δομής της κυτταρικής μεμβράνης σε φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς
Η εξωτερική μεμβράνη και το ενδοπλασματικό δίκτυο του κυττάρου συνδέονται στενά. Συχνά η επιφάνεια του κελύφους καλύπτεται επίσης με διάφορες προεξοχές, πτυχώσεις, μικρολάχνες. Η πλασματική μεμβράνη ενός ζωικού κυττάρου καλύπτεται εξωτερικά με ένα στρώμα γλυκοπρωτεΐνης που εκτελεί λειτουργίες υποδοχέα και σήματος. Στα φυτικά κύτταρα, έξω από αυτό το κέλυφος υπάρχει ένα άλλο, παχύ και καθαρά ορατό στο μικροσκόπιο. Η ίνα από την οποία είναι φτιαγμένη εμπλέκεται στο σχηματισμό στήριξης για φυτικούς ιστούς όπως το ξύλο.
Τα ζωικά κύτταρα έχουν επίσης εξωτερικές δομές που βρίσκονται έξω από τη μεμβράνη. Επιτελούν αποκλειστικά προστατευτική λειτουργία. Ένα παράδειγμα είναι η χιτίνη, η οποία βρίσκεται στον ιστό του περιβλήματος των εντόμων.
Εκτός από την κυτταρική, υπάρχει μια ενδοκυτταρική ή εσωτερική μεμβράνη. Διαιρεί το κύτταρο σε εξειδικευμένα κλειστά διαμερίσματα που ονομάζονται οργανίδια. Πρέπει να διατηρούν ένα συγκεκριμένο περιβάλλον ανά πάσα στιγμή.
Με βάση τα παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η κυτταρική μεμβράνη, τα χαρακτηριστικά της οποίας αποδεικνύουν τη σημασία της στη λειτουργία ολόκληρου του οργανισμού, έχει πολύπλοκη σύσταση και δομή, ανάλογα με πολλούς εσωτερικούς και εξωτερικούς παράγοντες. Η ζημιά σε αυτό το φιλμ μπορεί να οδηγήσει σε θάνατοκύτταρα.
Έτσι, η δομή και η λειτουργία της μεμβράνης εξαρτάται από τον τομέα της επιστήμης ή της βιομηχανίας στον οποίο εφαρμόζεται αυτή η έννοια. Σε κάθε περίπτωση, αυτό το στοιχείο είναι ένα κέλυφος ή ένα διαμέρισμα που είναι εύκαμπτο και στερεωμένο στις άκρες.
