homeostaasin solutasolla on kriittinen homeostaasin ylläpitämiselle koko eliössä. Eläinsoluilla on useita tapoja auttaa niitä pysymään tasapainossa.
solukalvo ja Fosfolipidikerros
solukalvo toimii rajana, joka erottaa sisäisen soluympäristön ulkoisesta ympäristöstä. Se on valikoiva läpäisevä, mikä tarkoittaa, että se antaa joidenkin materiaalien kulkea läpi, mutta säätelee muiden materiaalien kulkua.
fosfolipidikerros on kaksikerroksinen rakenne, joka muodostaa solua ympäröivän solukalvon. Se koostuu fosfaattimolekyyleistä ja lipidimolekyyleistä, joiden lipidimolekyylien hydrofobiset päät ovat sisäänpäin ja hydrofiiliset fosfaattipäät ulospäin. Se on noin 7,5 nm paksu. Fosfolipidimolekyylien lisäksi kalvossa on myös hiilihydraatteja, glykoproteiineja, proteiinikanavia, kolesterolia ja filamentteja, jotka muodostavat sytoskeletonin ja antavat tukea.
kaksi mekanismia, joilla molekyylit kulkeutuvat solukalvon läpi, ovat aktiivinen kuljetus ja passiivinen kuljetus. Aktiivinen liikenne vaatii energian kulutusta, kun taas passiiviset tulokset johtuvat molekyylien satunnaisesta liikkeestä. Osmoosi ja diffuusio ovat kahdenlaisia passiivisia kuljetuksia. Osmoosissa vesi siirtyy suuremman pitoisuuden alueilta pienempään pitoisuuteen, kunnes tasapaino saavutetaan. Se on tärkein prosessi, jolla vesi liikkuu soluun ja ulos. Pienet molekyylit kulkevat solukalvon läpi diffuusion avulla, jolloin käytetään myös konsentraatiogradienttia.
yllä olevassa kuvassa on yksityiskohtia solukalvon fosfolipidikerroksesta.
Ionin Kuljetusmekanismit
solukalvon sisällä on useita ionin kuljetusmekanismeja, jotka toimivat siten, että solussa ja sen ulkopuolella olevat liuokset pysyvät asianmukaisina. Yksi tärkeimmistä on natrium-kalium-Atpaasipumppu. Tämä järjestelmä käyttää ATP: hen varastoitunutta energiaa kaliumin pumppaamiseen soluun ja natriumin ulos solusta. Toinen kriittinen pumppu on kalsium-Atpaasipumppu, joka siirtää kalsiumin ulos solusta tai pumppaa sen endoplasmaiseen verkkokalvoon. Tämä ionien siirto edestakaisin kalvon yli luo kalvopotentiaalin, joka ajaa ionivirtauksia. Myös vesi liikkuu solussa ja ulos ionipitoisuuksien erojen perusteella. Näin ionikuljetus auttaa säätelemään sekä solun tilavuutta että kalvopotentiaalia.
yllä olevassa kuvassa on natrium-kalium-pumpun komponentit solukalvon fosfolipidikerroksessa.
Soluviestintä
homeostaasin ylläpitämiseen käytetään kolmea solujen välistä tietoliikennettä. Ensimmäinen on, kun kahden solun kalvojen välillä tapahtuu suora kosketus ja ne viestivät toisilleen. Toinen on se, kun solut käyttävät lyhyen kantaman kemiallisia signaaleja lyhyillä etäisyyksillä. Kolmas on pitkä vaihteli signaaleja, jotka erittyvät verenkiertoon ja voidaan kuljettaa missä tahansa kehossa.
Aukkoliitokset ovat rakenteita, joiden avulla solut kommunikoivat keskenään prosessissa, jota kutsutaan solusta soluun-tunnistamiseksi. Alkion kehitys ja immuunivaste ovat kaksi esimerkkiä siitä, missä tätä viestintää käytetään. Parakriini-signalointi viittaa kemialliseen signalointiin, joka muuttaa lähellä olevien solujen käyttäytymistä. Esimerkki tästä on asetyylikoliinin välittäjäaine, joka kuljettaa kemiallista viestiä hermosolusta toiseen.
hormonit ovat sitä, miten solut kommunikoivat pidemmillä etäisyyksillä, jota kutsutaan hormonitoiminnaksi. Yksi esimerkki on haiman erittämä insuliini verenkiertoon, joka kulkee koko kehossa merkiten soluja ottamaan glukoosia. Solu voi myös käyttää kemiallista signalointia itseensä prosessissa, jota kutsutaan itsevaltiaaksi signaloinniksi. Tällaista soluviestintää esiintyy sytokiini-interleukiini-1: n kanssa immuunijärjestelmän monosyyteissä. Ulkoinen ärsyke tuottaa interleukiini-1: tä, joka voi sitoutua sen tuottaneen saman solun reseptoreihin.
yllä olevassa kuvassa on useita erilaisia kemiallisia signaaleja, jotka tapahtuvat solujen välillä.