a homeosztázis a sejtek szintjén kritikus fontosságú a homeosztázis fenntartásához az egész szervezetben. Az állati sejteknek számos módja van arra, hogy egyensúlyban maradjanak.
sejtmembrán és foszfolipid kétrétegű
a sejtmembrán határként működik, amely elválasztja a belső sejtkörnyezetet a külső környezettől. Szelektíven áteresztő, ami azt jelenti, hogy lehetővé teszi egyes anyagok áthaladását, de szabályozza más anyagok áthaladását.
a foszfolipid kettős réteg egy kétrétegű szerkezet, amely a sejtet körülvevő sejtmembránt alkotja. Foszfátmolekulákat és lipidmolekulákat tartalmaz, a lipidmolekulák hidrofób végei befelé, a hidrofil foszfátvégek kifelé néznek. Körülbelül 7,5 nm vastag. A foszfolipid molekulák mellett a membrán szénhidrátokat, glikoproteineket, fehérjecsatornákat, koleszterint és szálakat is tartalmaz, amelyek citoszkeletont alkotnak és támogatást nyújtanak.
a két mechanizmus, amellyel a molekulák átjutnak a sejtmembránon, az aktív transzport és a passzív transzport. Az aktív szállítás energiafelhasználást igényel, míg a passzív a molekulák véletlenszerű mozgásából származik. Az ozmózis és a diffúzió a passzív transzport két típusa. Az ozmózisban a víz a nagyobb koncentrációjú területekről kisebb koncentrációra mozog, amíg az egyensúly el nem éri. Ez a legfontosabb folyamat, amelynek során a víz be-és kilép a sejtből. A kis molekulák diffúzióval haladnak át a sejtmembránon, koncentrációs gradiens alkalmazásával is.
a fenti kép a sejtmembrán foszfolipid kétrétegének részleteit mutatja.
Ionszállító mechanizmusok
a sejtmembránon belül számos ionszállító mechanizmus működik, amelyek fenntartják az oldott anyagok megfelelő szintjét a sejten belül és kívül. Az egyik legfontosabb a nátrium-kálium ATPáz szivattyú. Ez a rendszer az ATP-ben tárolt energiát arra használja, hogy káliumot pumpáljon a sejtbe, nátriumot pedig a sejtből. Egy másik kritikus szivattyú a kalcium-ATPáz szivattyú, amely a kalciumot a sejtből mozgatja, vagy az endoplazmatikus retikulumba pumpálja. Ez az ionok oda-vissza átadása a membránon keresztül membránpotenciált hoz létre, amely meghajtja az ionos áramokat. Ezenkívül a víz az ionkoncentrációk különbségei alapján mozog a sejtbe és onnan kifelé. Ily módon az ionszállítás segít szabályozni mind a sejt térfogatát, mind a membránpotenciált.
a fenti kép a nátrium-kálium szivattyú komponenseit mutatja a sejtmembrán foszfolipid kétrétegében.
mobil kommunikáció
a homeosztázis fenntartásához három alapvető intercelluláris kommunikáció létezik. Az első az, amikor két sejt membránjai között közvetlen kapcsolat lép fel, és jelzik egymást. A második az, amikor a sejtek rövid hatótávolságú kémiai jeleket használnak rövid távolságokon. A harmadik a hosszú távú jelek, amelyek kiválasztódnak a véráramba, és bárhol a testben hordozhatók.
a Gap csomópontok olyan struktúrák, amelyek lehetővé teszik a sejtek közötti kommunikációt a sejtek közötti felismerésnek nevezett folyamatban. Az embrionális fejlődés és az immunválasz két példa arra, hogy hol használják ezt a kommunikációt. A parakrin jelzés olyan kémiai jelzésre utal, amely megváltoztatja a közeli sejtek viselkedését. Erre példa az acetilkolin neurotranszmitter, amely kémiai üzenetet hordoz az egyik idegsejtből a másikba.
a hormonok azt jelentik, hogy a sejtek hogyan kommunikálnak nagyobb távolságokon, úgynevezett endokrin jelátvitel. Példa erre az inzulin szekréciója a hasnyálmirigy által a véráramba, amely az egész testben utazik, hogy jelezze a sejteket a glükóz felvételére. A sejt kémiai jelátvitelt is használhat önmagában az autokrin jelátvitelnek nevezett folyamatban. Ez a fajta sejtes kommunikáció látható citokin interleukin-1 monocitákban az immunrendszerben. Egy külső inger interleukin-1-et termel, amely kötődhet ugyanazon sejt receptoraihoz, amely előállította.
a fenti kép többféle kémiai jelzést mutat, amelyek a sejtek között fordulnak elő.