homeostáza na buněčné úrovni je rozhodující pro udržení homeostázy v celém organismu. Zvířecí buňky mají několik způsobů, jak jim pomoci zůstat v rovnováze.
Buněčné Membrány a Fosfolipidové Dvojvrstvy
buněčná membrána funguje jako hranice oddělující vnitřní buněčné prostředí od vnějšího prostředí. Je selektivně propustný, což znamená, že umožňuje průchod některých materiálů, ale reguluje průchod jiných materiálů.
fosfolipidová dvojvrstva je dvouvrstvá struktura, která tvoří buněčnou membránu, která obklopuje buňku. Obsahuje fosfátové molekuly a lipidové molekuly, přičemž hydrofobní konce lipidových molekul směřují dovnitř a hydrofilní fosfátové konce směřují ven. Má tloušťku asi 7,5 nm. Kromě fosfolipidových molekul obsahuje membrána také uhlohydráty, glykoproteiny, proteinové kanály, cholesterol a vlákna, která tvoří cytoskelet a poskytují podporu.
dva mechanismy, kterými jsou molekuly transportovány přes buněčnou membránu, jsou aktivní transport a pasivní transport. Aktivní transport vyžaduje výdej energie, zatímco pasivní výsledky náhodného pohybu molekul. Osmóza a difúze jsou dva typy pasivního transportu. Při osmóze se voda pohybuje z oblastí s větší koncentrací na menší koncentraci, dokud není dosaženo rovnováhy. Je to nejdůležitější proces, kterým se voda pohybuje dovnitř a ven z buňky. Malé molekuly procházejí buněčnou membránou difúzí, také pomocí koncentračního gradientu.
obrázek nahoře ukazuje podrobnosti fosfolipidové dvojvrstvy buněčné membrány.
mechanismy transportu iontů
uvnitř buněčné membrány existuje několik mechanismů transportu iontů, které fungují tak, že udržují správné hladiny rozpuštěných látek uvnitř i vně buňky. Jedním z nejdůležitějších je sodno-draselná atpázová pumpa. Tento systém využívá energii uloženou v ATP k pumpování draslíku do buňky a sodíku z buňky. Dalším kritickým čerpadlem je kalciová atpázová pumpa, která přemisťuje vápník z buňky nebo jej pumpuje do endoplazmatického retikula. Tento přenos iontů tam a zpět přes membránu vytváří membránový potenciál, který pohání iontové proudy. Voda se také pohybuje dovnitř a ven z buňky na základě rozdílů v koncentracích iontů. Tímto způsobem iontový transport pomáhá regulovat jak objem buňky, tak membránový potenciál.
výše uvedený obrázek ukazuje složky sodno-draselné pumpy ve fosfolipidové dvojvrstvě buněčné membrány.
Mobilní Komunikace
Existují tři základní druhy mezibuněčné komunikace slouží k udržení homeostázy. První je, když dochází k přímému kontaktu mezi membránami dvou buněk a signalizují si navzájem. Druhým je, když buňky používají chemické signály krátkého dosahu na krátké vzdálenosti. Třetí jsou dlouhé signály, které jsou vylučovány do krevního řečiště a mohou být přenášeny kdekoli v těle.
Gap junctions jsou struktury, které umožňují buňkám vzájemně komunikovat v procesu zvaném rozpoznávání buněk mezi buňkami. Embryonální vývoj a imunitní odpověď jsou dva příklady toho, kde se tato komunikace Používá. Parakrinní signalizace se týká chemické signalizace, která mění chování okolních buněk. Příkladem toho je neurotransmiter acetylcholin, který nese chemickou zprávu z jedné nervové buňky do druhé.
hormony jsou způsob, jakým buňky komunikují na delší vzdálenosti, známé jako endokrinní signalizace. Příkladem je sekrece inzulínu ve slinivce břišní do krevního řečiště, které se šíří po celém těle, aby signál buňky přijmout glukózu. Buňka může také použít chemickou signalizaci na sebe v procesu zvaném autokrinní signalizace. Tento typ buněčné komunikace je pozorován u cytokinu interleukin-1 v monocytech v imunitním systému. Vnější stimul produkuje interleukin-1, který se může vázat na receptory stejné buňky, která jej produkovala.
obrázek nahoře ukazuje několik typů chemické signalizace, která se vyskytuje mezi buňkami.