細胞レベルでの恒常性は、生物全体の恒常性を維持する上で重要です。 動物細胞は、それらが平衡状態にとどまるのを助けるためにいくつかの方法を持っています。
細胞膜とリン脂質二重層
細胞膜は、内部細胞環境と外部環境を分離する境界として機能します。 それは選択的に透過性であり、それはいくつかの材料を通過させるが、他の材料の通過を調節することを意味する。
リン脂質二重層は、細胞を取り囲む細胞膜を構成する二層構造である。 それは、脂質分子の疎水性末端が内側に向いており、親水性リン酸末端が外側に向いているリン酸分子および脂質分子を含む。 それは厚さ約7.5nmです。 リン脂質の分子のほかに、膜はまた細胞骨格を構成し、サポートを与える炭水化物、糖蛋白質、蛋白質チャネル、コレステロールおよびフィラメントを含んで
分子が細胞膜を横切って輸送される2つのメカニズムは、能動輸送と受動輸送である。 能動輸送はエネルギーの消費を必要とするが、受動的な結果は分子のランダムな動きに由来する。 浸透と拡散は受動輸送の2つのタイプです。 浸透では、水はより大きい集中の区域からより少ない集中に平衡が達されるまで動きます。 これは、水がセルの内外を移動する最も重要なプロセスです。 小分子は、濃度勾配も使用して、拡散によって細胞膜を通過する。
上の画像は、細胞膜のリン脂質二重層の詳細を示しています。
イオン輸送機構
細胞膜内には、細胞内外の溶質の適切なレベルを維持するために機能するいくつかのイオン輸送機構があります。 最も重要なのはナトリウム-カリウムATPaseポンプです。 このシステムは、ATPに蓄積されたエネルギーを使用して、カリウムを細胞に送り込み、ナトリウムを細胞から排出します。 もう一つの重要なポンプは、カルシウムを細胞から移動させるか、または小胞体にそれをポンプで送るカルシウムATPaseポンプである。 膜を渡ってイオンのこの移動はイオンの流れを運転する膜の潜在性を作成します。 また、イオン濃度の違いに基づいて、水がセルの内外に移動します。 このようにして、イオン輸送は、細胞の体積および膜電位の両方を調節するのに役立つ。
上の画像は、細胞膜のリン脂質二重層におけるナトリウム-カリウムポンプの成分を示しています。
恒常性を維持するために使用される3つの基本的な種類の細胞間通信があります。 最初は、二つの細胞の膜の間に直接接触が起こり、それらが互いに信号を送るときである。 第二は、細胞が短距離にわたって短距離化学信号を使用するときである。 第三は、血流に分泌され、体内のどこにでも運ぶことができる長い範囲の信号です。
ギャップ接合は、セル間認識と呼ばれるプロセスでセル同士が通信できるようにする構造です。 胚発生と免疫応答は、このコミュニケーションが使用される場所の2つの例です。 パラクリンシグナルとは、近くの細胞の挙動を変化させる化学的シグナル伝達を指す。 これの一例は、ある神経細胞から別の神経細胞への化学メッセージを運ぶ神経伝達物質アセチルコリンである。
ホルモンは、内分泌シグナル伝達として知られている細胞がより長い距離で通信する方法です。 例はブドウ糖で取るために細胞に信号を送るためにボディ中移動する血流に膵臓によってインシュリンの分泌です。 細胞はまたautocrineシグナリングと呼出されるプロセスのそれ自身の化学シグナリングを使用できます。 このタイプの細胞通信は免疫組織の単球のcytokine interleukin-1と見られます。 外部刺激は、それを産生したのと同じ細胞の受容体に結合することができるインターロイキン-1を産生する。
上の画像は、細胞間で起こるいくつかの種類の化学シグナル伝達を示しています。