الخلية الحيوانية ج2

وظائف الغشاء الهيولي:

ب-نفوذية الغشاء للمركبات الكيميائية:

توصف نفوذية الغشاء الهيولي بأنها اصطفائية، فهو يسمح لبعض المركبات بالعبور، بينما يمنع غيرها من العبور.

إن المواد والجزيئات تعبر من الوسط مرتفع التركيز إلى الوسط منخفض التركيز حتى يتساوى التركيز، وهي عملية لا تحتاج إلى صرف كميات من الطاقة فنسميها النقل المنفعل.

أما إذا انتقلت الجزيئات عكس تدرج التركيز فإنها تحتاج لكميات من الطاقة تأتي مع حلمهة جزيئات ATP (الأدينوزين ثلاثي الفوسفات)، ونسميها النقل الفعال.

أولاً: النقل المنفعل:

تتعلق سرعة انتقال الجزيئات هنا بعدد من العوامل منها تدرج التركيز وحجم الجزيئات المنقولة وقابلية انحلالها بالماء أو المادة الدسمة.

ومعامل الانحلال يحدد بالعلاقة التالية:

معامل الانحلال = درجة انحلال المادة في الدسم / درجة انحلال المادة في الماء

وكلما ازداد معامل الانحلال ازدادت سرعة عبور المواد، وقد تبين أن المواد المنحلة بالدسم تعبر بسرعة أكبر من المواد المنحلة في الماء.

وهي الطبقة الليبيدية تعبر المواد المنحلة بالدسم، أما المواد المنحلة بالماء فتعبر في مناطق تتجمع فيها بروتينات الغشاء وتشكل أقنية أو ثقوب تعبر خلالها، وذلك في أقل من ثانية.

تبين دراسة عبور سكر الغلوكوز الذي يتصف بانحلاله الضعيف في المادة الدسمة أنه يعبر بسرعة كبيرة، وهذا يفرض وجود آلية معينة مساعدة على عبوره بهذه السرعة، ويتم عبوره بمساعدة نواقل ذات طبيعة بروتينية محبة للماء ذات أوزان جزيئية مرتفعة.

ولها شكل فراغي تكملة محددة، إذ ينقلها عبر حركة دورانية من الوسط خارج خلوي إلى الوسط داخل خلوي من دون أي تغيير في بنية المادة المنقولة أو المحمولة، وهذه النواقل (بيرمياز) تتصف بأنها نوعية تنقل مادة واحدة، وقد تكون أقل نوعية فتستطيع نقل شاردتين بآن واحد، وتتعلق سرعة انتقال الجزيئات هنا بعدة عوامل أهمها:

• سرعة تعرف الناقل على المادة المنقولة (الغلوكوز).
• عدد النواقل الموجودة في الغشاء البلاسمي.
• تركيز سكر الغلوكوز، وعند الوصول لحد معين لا تزداد السرعة.
• وجود مركبات لها أشكال فراغية قريبة من الغلوكوز.

إما أن تفرز النواقل مادة واحدة من طرف لآخر كما هو الحال في نقل الغلوكوز أو أنها تنقل مادتين بالاتجاه نفسه.

فخلايا الأنبوب الملفف في الكلية تمتص الغلوكوز عكس تدرج التركيز متزامناً مع الصوديوم مرتفع التركيز خارج الخلية والنوع الأخير من النواقل يقوم ينقل مادتين ولكن في اتجاهين متعاكسين كما هو الحال في تبادل شوارد الكلور وCO2 في كريات الدم الحمراء.

أما الأقنية الشاردية أو المسام التي تتشكل عن تجمع بروتينات الغشاء فغنها خاصة بالنقل الشاردي فمحيط القناة يتحدد في السلاسل المحبة للماء في الحموض الأمينية.

أما السلاسل غير المحبة للماء فتكون على تماس مع الطبقتين الدسمتين ومن أشهر الأقنية الشاردية قناة البوتاسيوم المفتوحة بشكل دائم وهذا يفسر الناقلية الكبيرة لشوارد البوتاسيوم في الأغشية.

ثانياً: النقل الفعال:

يحدث انتقال الجزيئات عكس تدرج التركيز، وهذا يتطلب وجود نواقل خاصة وتوفر كميات من الطاقة مثل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم.

نلاحظ في الكريات الحمراء أن تركيز البوتاسيوم مرتفع داخل الخلية، أما تركيز الصوديوم فيكون منخفض، وتحافظ الخلايا على حالة عدم التوازن هذه بمساعدة ناقل إنزيمي خاص هو بروتين داخل الغشاء يسمى Na+ - K-ATPase، ويمثل مضخة الصوديوم .

من أهم مظاهر هذه المضخة:

• في الوقت الذي يضخ فيه الصوديوم إلى خارج الخلية يضخ البوتاسيوم إلى داخلها يشكل متزامن.
• تتم العملية مترافقة مع حلمهة جزيئات ATP، وتتواجد مضخة الصوديوم في الغشاء الهيولي.
• تتثبت 3 شوارد صوديوم على شكل مستقبل موجود على الوجه داخل خلوي لجزيء K+ - ATPase و Na+.
• تعود المضخة على شكلها الأصلي وتمرر شوارد البوتاسيوم داخل الخلية.

يمتلك الغشاء الهيولي للكريات الحمراء على عدد من المضخات يتراوح عددها بين (200-300) مضخة تنقل حوالي 6000 شاردة في الدقيقة الواحدة، وتشتمل على مواضع فعالة تتوضع في الوجه الخارجي للغشاء من أجل شوارد البوتاسيوم، ومواضع في الوجه الداخلي من أجل الصوديوم.

أما النقل الفعال للغلوكوز يتعلق بوجود ناقل خاص وتوفر جزيئات ATP و Na+ و الغلكوز إلى بروتين ناقل خاص و تدخلان معاً إلى داخل الخلية.

تكمن أهمية النقل الفعال في الخلايا في أنه يحافظ على كمون الغشاء الهيولي الأساسي ويحافظ على الوسط الداخلي سالب الشحنة والخارجي موجب الشحنة، وهذا يساعد الخلايا على القيام بوظائفها، ويعمل أخيراً على ثبات درجة حموضة الخلايا.

ثالثاً: البلعمة الخلوية:

توجد بعض المواد التي لا تعبر الغشاء الهيولي بالطرق السابقة، ولكي تعبر يتطلب ذلك حدوث بعض التبدلات في الغشاء الهيولي.

تقسم البلعمة إلى نمطين: البلعمة، الاحتساء.

البلعمة Phagocytosis:

وهي مجموع الظواهر التي تؤدي إلى تشكيل حويصلات بلعمية تشتمل داخلها مواد صلبة وتمثل التغذية طريقة عند المتحولات والدفاع عن الجسم من قبل كريات الدم البيضاء الحبيبية والخلايا البالعة التي تقو كل واحدة منها بابتلاع عشر كريات دم حمراء كهلة في اليوم.

وتتم البلعمة عن طريق تشكيل استطالات من الغشاء الهيولي نحو الخارج، تحيط بالمادة الصلبة المراد إدخالها إلى الخلية، ثم تتشكل فجوة غذائية تنفصل عن الغشاء الهيولي وتغوص في بلاسما الخلية، وبعدها تضم إليها اليحاليل الأولية وتتم عملية الهضم.

تحتاج عملية البلعمة إلى كمية كبيرة من الطاقة، فإدخال جزيئة من البوليستيرين يحتاج إلى طاقة توافق 109 جزيئات من ATP، وتؤدي البلعمة دورها في الدفاع عن الجسم ضد الجراثيم، والتخلص من البنى التالفة في الخلايا، وتفيد أيضاً في عملية التغذية عند وحيدات الخلية.

الاحتساء: