بطاقة مراجعة
الغشاء الهيولي وعبور الجزيئات
لماذا يتماسك الغشاء، والطرق الأربع التي يعبره بها جزيء.
فسيفساء مائعة يشدّها الماء
الغشاء الهيولي بطانة مزدوجة من الفوسفوليبيدات بسماكة نحو 7,5 نانومتر. ولا شيء يربط الفوسفوليبيدات بعضها ببعض: هي تتماسك لأن ذيولها الحمضية الدهنية كارهة للماء والماء يدفعها إلى الداخل، بينما تبقى رؤوسها الفوسفاتية ملامسة للماء على الوجهين. ولهذا السبب نفسه يُغلق غشاء ممزَّق على نفسه.
وبروتينات تسبح في هذه البطانة المزدوجة — جوهرية إذا اجتازتها، وعرضية إذا استقرّت على أحد وجهيها — ويتداخل الكوليسترول بين الفوسفوليبيدات فيحفظ الغشاء مائعًا في الحرارة المنخفضة وأصلب في المرتفعة.
والسكاكر المثبّتة على الوجه الخارجي تكوّن الكأس السكرية، بطاقة هوية الخلية: ومن هنا يستأنف درس المناعة الحكاية.
- البطانة المزدوجة يشدّها الأثر الكاره للماء، لا روابط بين الليبيدات.
- الكوليسترول يوازن الميوعة في الاتجاهين كليهما.
- عدم تناظر الغشاء مطلق: السكاكر على الوجه الخارجي دائمًا.
النقل المنفعل: مع المنحدر وبلا كلفة
الجزيئات الصغيرة غير القطبية — الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والستيرويدات — تنحلّ في الليبيدات مباشرة وتعبر بالانتشار البسيط، مع منحدر التركيز دائمًا وبلا أي بروتين. والماء يتبع منحدره الخاص بالتناضح، نحو المحلول الأكثر تركيزًا، وتسرّعه الأكوابورينات تسريعًا كبيرًا.
أما الشوارد والجزيئات القطبية فلا تستطيع اجتياز اللبّ الليبيدي وتقتضي بروتينًا: قناةً تنفتح مسلكًا، أو ناقلًا يغيّر تشكّله حول المُنحلّ. وهذا هو الانتشار الميسَّر — منفعل دائمًا، ومع المنحدر دائمًا، لكنه قابل للإشباع، لأن عدد البروتينات متناهٍ.
- الانتشار البسيط: لا بروتين ولا أدينوزين ثلاثي الفوسفات.
- الانتشار الميسَّر: بروتين، بلا أدينوزين ثلاثي الفوسفات، قابل للإشباع.
- التناضح ينقل الماء نحو الحجيرة الأكثر تركيزًا.
النقل الفاعل: أن تدفع لتصعد
النقل الفاعل ينقل مُنحلًّا ضدّ منحدره فيكلّف طاقة.
والنقل الفاعل الأوّلي يحلمئ الأدينوزين ثلاثي الفوسفات مباشرة: فمضخة الصوديوم والبوتاسيوم تُخرج ثلاثة صوديوم وتُدخل بوتاسيومين لكل جزيء أدينوزين ثلاثي الفوسفات، وبذلك يبقى الداخل سالبًا كهربائيًّا، ومنه يأتي المنحدر الذي يقوم عليه علم وظائف الأعصاب كله.
والنقل الفاعل الثانوي لا ينفق الأدينوزين ثلاثي الفوسفات بنفسه: بل يدع الصوديوم ينزل المنحدر الذي بنته المضخة ويقرن هذا النزول بصعود مُنحلّ آخر — كالغلوكوز الداخل إلى الخلية المعوية مثلًا. فالأدينوزين ثلاثي الفوسفات قد دُفع فعلًا، لكن في مرحلة أعلى.
- مضخة الصوديوم والبوتاسيوم: 3 صوديوم تخرج، وبوتاسيومان يدخلان، بجزيء واحد — وهي مولّدة للكهربية.
- النقل الثانوي يصعد بمُنحلّ وينزل بالصوديوم.
النقل بالجملة
ما كان أضخم من أن يحمله بروتين يمرّ بالغشاء نفسه. فالإدخال الخلوي يُغَوِّر الغشاء ويفصل حويًّا: البلعمة للجزيئات والخلايا كاملة، والشرب الخلوي للسائل خارج الخلية، والإدخال بوساطة مستقبل لربيطة بعينها تُقتنَص في نُقرة مكسوّة بالكلاثرين.
والإخراج الخلوي عكسه: حويّ إفرازي يندمج بالغشاء الهيولي ويصبّ محتواه إلى الخارج. وكلاهما يكلّف أدينوزين ثلاثي الفوسفات، وهما يفسّران لماذا تلزم الخليةَ الغزيرة الإفراز إعادةُ تدوير غشائها بلا انقطاع.