一、细胞膜

一、细胞膜

细胞膜是人体细胞的最外层结构,厚度7~8 nm,在电子显微镜下观察,细胞膜可以分为3层结构,即内、外两层的亲水极与中间的疏水极,一般把这3层结构称为单位膜。细胞膜结构不仅存在于细胞表面,还存在于细胞内,如某些细胞器表面的膜和细胞核的核膜,都属于膜相结构,统称为生物膜。

(一)细胞膜的结构

细胞膜主要由脂质、蛋白质、糖类、水、无机盐和金属离子等构成,其中脂质和蛋白质是主要成分,一般两者比例是1∶1,但不同部位不一致,功能复杂的生物膜如线粒体内膜中蛋白质含量比较多,类型也较多。细胞膜的结构形式,目前比较公认的是1972年Singer和Nicolson提出的液态镶嵌模型。该模型的要点如下:类脂双分子层构成生物膜的连续主体,既具有固体分子排列的有序性,又具有流动性特点,蛋白质分子则以各种方式与脂质分子相结合。

图示

图2-2 细胞的结构模式图

1.膜脂 生物膜上的脂类统称膜脂,主要包括磷脂、糖脂和胆固醇。磷脂是最重要的脂类,几乎存在于所有的质膜中。

2.膜蛋白 膜的各种功能主要由膜蛋白来完成。膜蛋白可分为嵌入蛋白和表在蛋白。嵌入膜内或贯穿膜全层的膜蛋白称为嵌入蛋白,占膜蛋白的70%~80%;附着在膜的内、外表面的膜蛋白称表面蛋白,占膜蛋白的20%~30%。这些蛋白质可以发挥物质转运、信息识别和传递等功能。(https://www.daowen.com)

3.膜糖 膜糖含量较少,主要是一些多糖,常与蛋白质或脂类结合成糖蛋白或糖脂,主要分布于质膜外表面形成细胞衣,又称为糖衣。糖衣有多种功能,除了作为细胞质膜的保护层外,尚与细胞粘连、细胞间的识别、细胞信息交换等有密切关系。

关于细胞膜的分子结构,目前普遍采用液态镶嵌模型学说,以解释细胞膜中所发生的生理现象(图2-3)。

图示

图2-3 细胞膜液态镶嵌模型

该模型主要是把生物膜看成是一种类脂双分子层与球形蛋白质二维排列的液态膜。膜中的类脂双分子层,既有类似固体分子排列的有序性,又具有液态的流动性,膜中球形蛋白质则以各种镶嵌形式与类脂双分子层相结合。由于类脂双分子层在正常情况下处于液态,所以膜蛋白在其内可以绕本身的分子轴转动或沿膜的表面做横向移动,这对膜蛋白执行其生理功能是十分有利的。关于膜脂与膜蛋白的关系,有的学者曾比喻为“海洋”与“海岛”的关系,蛋白质似一群岛屿,无规则地分散于脂类的海洋中。

(二)细胞膜的功能

细胞膜可维持细胞的一定形态,阻挡外界有害物质的入侵,防止细胞内物质的外流;具有物质运输选择性通透作用,还具有细胞识别和防御功能。细胞膜的通透性、流动性、抗原性、接触抑制和黏着性等特性的改变和异常,都可引起细胞功能紊乱及病理变化。