homeostase op cellulair niveau is van cruciaal belang voor het behoud van de homeostase in het hele organisme. Dierlijke cellen hebben verschillende manieren om hen te helpen in evenwicht te blijven.
celmembraan en fosfolipide Bilaag
het celmembraan functioneert als een grens die de interne cellulaire omgeving scheidt van de externe omgeving. Het is selectief doorlaatbaar, wat betekent dat het sommige materialen doorlaat, maar de doorgang van andere materialen regelt.
phospholipid bilayer is een twee-gelaagde structuur die omhoog het celmembraan maakt dat de cel omringt. Het bestaat uit fosfaatmolecules en lipidemolecules met de hydrophobic einden van de lipidemolecules die naar binnen en de hydrofiele fosfaateinden die naar buiten worden geconfronteerd. Het is ongeveer 7,5 nm dik. Naast de fosfolipide moleculen bevat het membraan ook koolhydraten, glycoproteïnen, eiwitkanalen, cholesterol en filamenten die een cytoskelet vormen en ondersteuning geven.
de twee mechanismen waarmee moleculen door het celmembraan worden getransporteerd zijn actief transport en passief transport. Actief transport vereist het verbruik van energie, terwijl passieve het resultaat is van de willekeurige beweging van moleculen. Osmose en diffusie zijn twee soorten passief transport. Bij osmose beweegt het water van gebieden met een grotere concentratie naar een lagere concentratie totdat het evenwicht is bereikt. Het is het belangrijkste proces waarbij water in en uit de cel beweegt. De kleine molecules gaan door het celmembraan door verspreiding, ook gebruikend een concentratiegradiënt.
bovenstaande afbeelding toont details van de fosfolipide bilaag van het celmembraan.
Ionentransportmechanismen
er zijn verschillende ionentransportmechanismen binnen het celmembraan die functioneren om de juiste niveaus van opgeloste stoffen binnen en buiten de cel te handhaven. Een van de belangrijkste is de natrium-kalium ATPase pomp. Dit systeem gebruikt de energie die in ATP wordt opgeslagen om kalium in de cel en natrium uit de cel te pompen. Een andere kritische pomp is de calcium ATPase pomp die calcium uit de cel verplaatst of pompt het in het endoplasmatische reticulum. Deze overdracht van ionen heen en weer over het membraan leidt tot een membraanpotentieel dat de Ionische stromen drijft. Ook, water beweegt in en uit de cel gebaseerd op de verschillen in de ionenconcentraties. Op deze manier helpt het ionentransport om zowel het volume van de cel als het membraanpotentieel te regelen.
de afbeelding hierboven toont de componenten van een natrium-kaliumpomp in de fosfolipide bilayer van het celmembraan.
cellulaire communicatie
er zijn drie fundamentele soorten intercellulaire communicatie gebruikt om homeostase te handhaven. De eerste is wanneer direct contact optreedt tussen de membranen van twee cellen en ze signaleren elkaar. De tweede is wanneer cellen gebruik maken van korte afstand chemische signalen over korte afstanden. De derde is lange afstand signalen die worden afgescheiden in de bloedbaan en kan overal in het lichaam worden gedragen.
Gap junctions zijn structuren die cellen met elkaar laten communiceren in een proces dat cel-tot-celherkenning wordt genoemd. De embryonale ontwikkeling en de immune reactie zijn twee voorbeelden van waar deze mededeling wordt gebruikt. Paracrine het signaleren verwijst naar het chemische signaleren dat het gedrag van nabijgelegen cellen verandert. Een voorbeeld hiervan is de neurotransmitter acetylcholine die een chemische boodschap van de ene zenuwcel naar de andere draagt.
hormonen zijn hoe cellen communiceren over langere afstanden, bekend als endocriene signalering. Een voorbeeld is de afscheiding van insuline door de alvleesklier in de bloedbaan die door het lichaam reist om cellen te signaleren om glucose op te nemen. Een cel kan het chemische signaleren op zichzelf ook gebruiken in een proces genoemd autocrine signaleren. Dit type van cellulaire communicatie wordt gezien met cytokine interleukine – 1 in monocyten in het immuunsysteem. Een externe stimulus produceert interleukin-1 die aan de receptoren van dezelfde cel kan binden die het produceerde.
het beeld hierboven toont verscheidene types van chemisch signaleren die tussen cellen voorkomt.