Funktionelle Organisation der Zellen

Zusammenfassung

Jede Zelle ist von ihrer Umgebung durch die Ze1lmembran, auch Plasmalemma genannt, abgegrenzt. In ihrer Funktion als Permeabilitätsschranke begrenzt und kontrolliert sie den Stoffaustausch mit der Umgebung und macht dadurch die Existenz des Elementarorganismus Zelle erst möglich. Ihre hohe Durchlässigkeit für Wasser und ihre wenn auch sehr begrenzte Durchlässigkeit für bestimmte Ionen wird auf Kanäle im Größenbereich von 0,4 nm zurückgeführt. Eine ungleiche Ionenverteilung zu beiden Seiten der Membran und die selektive Permeabilität für verschiedene Ionen führen zum Aufbau von Membranpotentialen, die je nach Zelltyp im Bereich von 30 bis 70 Millivolt liegen können. Sie sind von grundsätzlicher Bedeutung für die Erregbarkeit und die Erregungsleitung von Sinnes-und Nervenzellen. Bei der Erregung kommt es zu einer kurzfristigen erhöhten Permeabilität der Membran und damit zu einem massiven Ionenaustausch mit der Umgebung, der den Zusammenbruch des Ruhepotentials zur Folge hat. Durch aktive, d.h. Energie verbrauchende Transportvorgänge wird die ursprüngliche lonenverteilung wieder hergestellt. Aktiver Transport ist für viele Stoffe, die von der Zelle aufgenommen oder abgegeben werden, nachgewiesen. In den meisten Fällen dürften bestimmte Enzyme (Permeasen) beteiligt sein, welche in die Membran selbst integriert sind und sie in ihrer ganzen Breite durchsetzen. Durch die Art ihrer Enzymausstattung können daher die Zellmembranen je nach den Erfordernissen des betreffenden Gewebes für bestimmte Transportvorgängespezialisiert sein. Auch das durch bestimmte Stoffe induzierte Abschnüren flüssigkeitserfüllter Bläschen in das Zellinnere, die Mikropinocytose, ist zu den aktiven Transportvorgängen zu rechnen.