Βιολογία (Β Λυκείου) - Βιβλίο Μαθητή (Εμπλουτισμένο)
 

κεφάλαιο 2

2.2 ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗ
       ΜΕΜΒΡΑΝΗ:
       ΤΟ ΛΕΠΤΟ ΣΥΝΟΡΟ
       ΑΝΑΜΕΣΑ
       ΣΤΗΝ ΑΒΙΑ ΥΛΗ
       ΚΑΙ ΣΤΗ ΖΩΗ

Πλασματική μεμβράνη ονομάζουμε αυτήν που οριοθετεί το κύτταρο σε σχέση με το εξωτερικό του περιβάλλον. Οι λειτουργίες της, όπως και οι λειτουργίες των υπολοίπων κυτταρικών δομών, απορρέουν από τη δομή της. Είναι λοιπόν λογικό να αρχίσουμε τη μελέτη μας με τη δομή της πλασματικής μεμβράνης.

Δομή της πλασματικής μεμβράνης

Σήμερα υπάρχουν διάφορα μοντέλα για τη μελέτη της δομής και της λειτουργίας των κυτταρικών μεμβρανών και σ' αυτό βοήθησε η ανάπτυξη της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και άλλων τεχνικών. Το μοντέλο που δεχόμαστε σήμερα είναι αυτό του «ρευστού μωσαϊκού», που προτάθηκε το 1972 από τους Σ. Σίνγκερ και Τ. Νίκολσον. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό, οι μεμβράνες αποτελούνται από μια διπλοστιβάδα, φωσφολιπιδίων κυρίως, ανάμεσα στα οποία

παρεμβάλλονται στεροειδή όπως η χοληστερόλη και πρωτεΐνες, οι οποίες είτε βρίσκονται στην επιφάνεια της μεμβράνης είτε βυθίζονται στο εσωτερικό της είτε τη διαπερνούν κάθετα, σχηματίζοντας ένα είδος μωσαϊκού. Συχνά, πρωτεΐνες αλλά και λιπίδια της πλασματικής μεμβράνης εμφανίζονται συνδεδεμένα με υδατάνθρακες (σάκχαρα).Τα σύνθετα αυτά μόρια ονομάζονται γλυκοπρωτεΐνες ή γλυκολιπίδια αντίστοιχο.

Τα υδρόφιλα τμήματα των λιπιδίων στρέφονται προς το ενδοκυτταρικό και προς το εξωκυτταρικό περιβάλλον, που είναι υδατικά. Αντίθετα τα υδρόφοβα τμήματα, δηλαδή οι ουρές των φωσφολιπιδίων, στρέφονται προς το εσωτερικό της κατασκευής, ώστε να αποφεύγουν την επαφή τους με το νερό.

Οι έλξεις που αναπτύσσονται μεταξύ των υδρόφιλων τμημάτων και των μορίων του νερού, καθώς και οι έλξεις των υδρόφοβων τμημάτων μεταξύ τους, προσδίδουν στη μεμβράνη σταθερότητα, χωρίς παράλληλα να την κάνουν στατική. Η ονομασία «ρευστό μωσαϊκό» αποδίδει ακριβώς τη δυνατότητα που έχουν τα περισσότερα λιπίδια και αρκετές από τις πρωτεΐνες της μεμβράνης να ολισθαίνουν πλαγίως, αλλάζοντας θέση με γειτονικά τους μόρια.

Η διατήρηση της ρευστότητας των μεμβρανών έχει μεγάλη σημασία για τη λειτουργία τους. Μεμβράνες που έχουν «στερεοποιηθεί» παύουν να είναι λειτουργικές, γιατί πολλές από τις πρωτεΐνες τους αδρανοποιούνται.

 

εικόνα

Μοντέλο «ρευστού μωσαϊκού» για την πλασματική μεμβράνη.

εικόνα

Απόδειξη της δυνατότητας μετακίνησης των πρωτεϊνών της μεμβράνης πλαγίως.

 

Η ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗ ΤΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ

Ένα χαρακτηριστικό των μεμβρανών, πολύ σημαντικό για διάφορες λειτουργίες των κυττάρων, είναι η δυνατότητα των πρωτεϊνικών μορίων που τις συνιστούν να μετακινούνται πλαγίως. Δεν ήταν βέβαια από την αρχή γνωστό και πέρασαν πολλά χρόνια ερευνών και τεχνολογικών εξελίξεων, έως ότου προσδιοριστούν με ακρίβεια η δομή και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των μεμβρανών, που οδήγησαν τη σκέψη των ερευνητών προς αυτή την κατεύθυνση. Σήμερα είναι πολύ εύκολο να αποδειχτεί, αλλά και να παρατηρηθεί, η κίνηση των πρωτεϊνικών μορίων της μεμβράνης με φθορίζοντα μόρια. Σημαίνουμε πρωτεϊνικά μόρια της μεμβράνης κυττάρου ποντικού και κυττάρου ανθρώπου με διαφορετικές φθορίζουσες ουσίες. Στη συνέχεια προκαλούμε σύντηξη των δύο κυττάρων. Μετά από μια ώρα οι διαφορετικά σημασμένες πρωτεΐνες βρίσκονται ανακατεμένες σε ολόκληρη την επιφάνεια του κυττάρου που έχει προέλθει από τη σύντηξη των δύο.

 

Στη διατήρηση της ρευστότητας των μεμβρανών σημαντικό ρόλο παίζει η χοληστερόλη, ένα στεροειδές που παρεμβάλλεται μεταξύ των φωσφολιπιδίων.

Σε ότι αφορά το ρόλο των πρωτεϊνών της μεμβράνης,
άλλες από αυτές αποτελούν δομικά συστατικά της και
άλλες έχουν λειτουργικό ρόλο. Ελέγχουν, για παράδειγμα, την είσοδο ή έξοδο ουσιών, δέχονται και μεταβιβάζουν στο εσωτερικό του κυττάρου μηνύματα από το περιβάλλον κ.ά.

εικόνα

Ορισμένα λιπίδια και πρωτεΐνες έχουν τη δυνατότητα να ολισθαίνουν πλαγίως, και σπάνια κάθετα, αλλάζοντας θέση στην πλασματική μεμβράνη.

Κάθε μεμβράνη που έχει τη χαρακτηριστική δίστιβη δομή που περιγράφηκε ονομάζεται απλή στοιχειώδης μεμβράνη.

Λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης

Οι εκφράσεις «εξωτερικό σύνορο του κυττάρου», «όριο ανάμεσα στο κυτταρόπλασμα και στο εξωκυτταρικό περιβάλλον» κ.ά., που αποδίδονται στην πλασματική μεμβράνη, ίσως την αδικούν λιγάκι, γιατί, ενώ προβάλλουν τον παθητικό ρόλο της στην οριοθέτηση του κυττάρου αποκρύπτουν την καθοριστική συμμετοχή της σε άλλες κυτταρικές λειτουργίες, όπως είναι:

  • Ο έλεγχος του είδους των ουσιών που εισέρχονται ή εξέρχονται από το κύτταρο.
  • Η υποδοχή και η ερμηνεία μηνυμάτων από το περιβάλλον του κυττάρου.

Μεταφορά ουσιών διαμέσου της πλασματικής μεμβράνης

Είναι εύκολο να κατανοήσουμε ότι αν η μεμβράνη ήταν ένα τελείως αδιαπέραστο περίβλημα, το κύτταρο θα ήταν ανίκανο να προσλάβει τις απαραίτητες θρεπτικές ουσίες, να αποβάλει τα άχρηστα προϊόντα του μεταβολισμού του, αλλά και να εξαγάγει ουσίες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν άλλου στην περίπτωση πολυκύτταρων οργανισμών. Αν πάλι η μεμβράνη ήταν τελείως διαπερατή από κάθε χημική ουσία, τότε η χημική σύσταση του κυττάρου δε θα μπορούσε να διατηρηθεί.

 

Θα γινόταν, λόγω διάχυσης, εντελώς όμοια με τη χημική σύσταση του περιβάλλοντος του. Έτσι θα έχανε την υψηλή συγκέντρωση εκείνων των συστατικών που είναι απαραίτητα για την εκδήλωση του φαινομένου της ζωής. Είναι λοιπόν φανερό ότι η δομή της πλασματικής μεμβράνης πρέπει να καθορίζει ποιες από τις διάφορες ουσίες θα τη διαπερνούν εύκολα και ποιες θα τη διαπερνούν δύσκολα ή και καθόλου. Με άλλα λόγια, η μεμβράνη πρέπει να είναι εκλεκτικά διαπερατή.

Οι φυσιολόγοι διακρίνουν τρεις κύριους τύπους μεταφοράς ουσιών μέσω της μεμβράνης. Την παθητική μεταφορά, την ενεργητική μεταφορά και την ενδοκύττωση και εξωκύττωση.

Παθητική μεταφορά

Η παθητική μεταφορά ουσιών δια μέσου της πλασματικής μεμβράνης γίνεται με δύο τρόπους. Με τη διάχυση και την ώσμωση.

Διάχυση: Με τον όρο διάχυση, γενικά, χαρακτηρίζουμε την τάση των μορίων να διασπείρονται από τις περιοχές υψηλής συγκέντρωσης προς τις περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης. ΔΙΑΧΥΣΗ

 

 

 

 

εικόνα Εξωκυτταρικός χώρος

εικόνα Ενδοκυτταρικός χώρος

εικόνα Μόρια νερού

 

 

 

 

Η ώσμωση σε ζωικά κύτταρα (ερυθρά αιμοσφαίρια).

Για παράδειγμα, η συγκέντρωση οξυγόνου στο εξωτερικό του κυττάρου είναι υψηλή σε σχέση με αυτήν στο εσωτερικό του κυττάρου, γιατί εκεί το οξυγόνο καταναλώνεται συμμετέχοντας σε αντιδράσεις του μεταβολισμού. Η διαφορά αυτή στις συγκεντρώσεις οδηγεί τα μόρια του οξυγόνου στο εσωτερικό του κυττάρου. Αντίθετα η υψηλή συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στο εσωτερικό του κυττάρου (παράγεται συνεχώς κατά τις αντιδράσεις του μεταβολισμού) το οδηγεί έξω από αυτό, όπου η συγκέντρωση είναι χαμηλότερη.

Ώσμωση: Είναι μια ειδική περίπτωση διάχυσης μορίων νερού μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης. Είναι ιδιαίτερα σημαντική διαδικασία για τη ζωή και τη λειτουργικότητα του κυττάρου, γιατί η πλασματική μεμβράνη, ενώ επιτρέπει τη διέλευση μορίων νερού, περιορίζει ή εμποδίζει ολοκληρωτικά τη διέλευση ουσιών που έχουν μεγάλο μέγεθος. Έτσι, όταν η ενδοκυτταρική συγκέντρωση μιας ουσίας είναι μεγαλύτερη από την εξωκυτταρική, για να επέλθει ισορροπία, εισέρχεται νερό στο κύτταρο. Στην αντίθετη περίπτωση, όταν η ενδοκυτταρική συγκέντρωση μιας ουσίας είναι μικρότερη από την εξωκυτταρική, εξέρχεται νερό. ΩΣΜΩΣΗ

εικόνα

 

εικόνα

Η ώσμωση σε φυτικά κύτταρα.

Η ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΣΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ

Πριν από 4 έως 3,5 δισεκατομμύρια περίπου χρόνια, μέσα στις αρχέγονες θάλασσες της Γης, με διαφορετικά δεδομένα σε ότι αφορά τις συνθήκες του περιβάλλοντος, ένα «διάλυμα» από χημικές ουσίες άρχισε να ξεφεύγει από τους απλούς φυσικοχημικούς νόμους και να εκδηλώνει μια υποτυπώδη βιολογική δραστηριότητα. Ήταν ο πρώτος κρίκος στη μακριά αλυσίδα της ζωής, που φτάνει ως τις μέρες μας.

εικόνα

Τίποτε από όσα συνέβη- σαν στη συνέχεια, σχετικά με την εξέλιξη της ζωής, δε θα ήταν δυνατό να συμβούν, αν το αρχέγονο «διάλυμα» δεν περιβαλλόταν από ένα λεπτό περίβλημα λιποπρωτεϊνών, που το διαχώρισε από το περιβάλλον του και του επέτρεψε να διατηρήσει μια υψηλή συγκέντρωση συστατικών, κρίσιμων για την εμφάνιση της ζωής. Αν κάποτε το περίβλημα αυτό αποτέλεσε καθοριστικό παράγοντα για την εμφάνιση της ζωής, εξακολουθεί, χωρίς αμφιβολία, να αποτελεί έναν από τους όρους για τη διατήρησή της.

Χάρη στην πλασματική μεμβράνη, το λεπτό δηλαδή λιποπρωτεϊνικό στρώμα πάχους μόλις 8nm, τα κύτταρα αποκτούν υπόσταση διαχωριζόμενα από το περιβάλλον τους, ελέγχουν τις ανταλλαγές ουσιών με αυτό και γενικά πραγματοποιούν ένα πλήθος λειτουργιών, που θα ήταν αδύνατο να γίνουν χωρίς αυτήν.

 

 

 

 

Ενεργητική μεταφορά

  • Μεταφορά ιόντων - Αντλία Κ+- Na+: Αν η μεταφορά ουσιών μέσω της κυτταρικής μεμβράνης γινόταν μόνο παθητικά, όπως περιγράφηκε στην προηγούμενη παράγραφο, τα κύτταρα, αργά ή γρήγορα, θα αποκτούσαν στο εσωτερικό τους τις ίδιες συγκεντρώσεις ουσιών με το εξωκυτταρικό περιβάλλον. Η μελέτη όμως των κυττάρων δείχνει πως αυτό δε συμβαίνει. Στα κύτταρα του ανθρώπου, για παράδειγμα, η ενδοκυτταρική συγκέντρωση των ιόντων Κ+ είναι μεγαλύτερη από την εξωκυτταρική και η ενδοκυτταρική συγκέντρωση των ιόντων Na+ μικρότερη από την εξωκυτταρική και αυτό διατηρείται.
    Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένας μηχανισμός μεταφοράς, ο οποίος, αντί να μεταφέρει ιόντα από την περιοχή υψηλής συγκέντρωσης προς την περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης, τα μεταφέρει αντίθετα. Η μεταφορά βέβαια στην περίπτωση αυτή δε μπορεί να γίνεται παθητικά και βέβαια προϋποθέτει την κατανάλωση ενέργειας. Είναι δηλαδή ένας μηχανισμός ενεργητικής μεταφοράς ουσιών.
    Ο μηχανισμός που αφορά τα παραπάνω ιόντα χαρακτηρίζεται ως αντλία Κ+- Na+. Το ρόλο της αντλίας τον παίζει μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη, η οποία για κάθε 3Na+, που εξάγει, εισάγει ταυτόχρονα 2Κ+. Ο μηχανισμός αυτός υπάρχει σε όλα τα ζωικά κύτταρα, με ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στη λειτουργία των νευρικών κυττάρων.
    Έχει διαπιστωθεί ότι στα κύτταρα, εκτός από την αντλία Κ+ - Na+, υπάρχουν και άλλοι μηχανισμοί ενεργητικής μεταφοράς διάφορων ουσιών. Κοινό χαρακτηριστικό των μηχανισμών αυτών είναι ότι όλοι χρησιμοποιούν ενέργεια και ότι σε όλους καθοριστικό όλο παίζουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες της μεμβράνης.
  • Μεταφορά ουσιών μεγάλου μοριακού βάρους:
    Εκτός από τα ιόντα ή τις ουσίες μικρού μοριακού βάρους, την πλασματική μεμβράνη υπάρχει δυνατότητα να τη διαπεράσουν και ουσίες μεγάλου μοριακού βάρους, όπως οι πρωτεΐνες ή οι πολυσακχαρίτες, αλλά σε κάποιες περιπτώσεις και μικροοργανισμοί. Αυτό γίνεται με μια διαδικασία που ονομάζεται ενδοκύττωση.

Η ενδοκύττωση περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: (α) Η ουσία περικλείεται στο εσωτερικό μιας εγκόλπωσης, που δημιουργείται από προεκβολές του κυτταροπλάσματος. τα ψευδοπόδια. (β) Τα άκρατων ψευδοποδίων ενώνονται, περικλείοντας την εισαγόμενη ουσία,

(γ) Η πλασματική μεμβράνη περισφίγγεται και αποκόπτεται με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός κυστιδίου που απελευθερώνεται στο κυτταρόπλασμα.
Το φαινόμενο της ενδοκύττωσης μικροοργανισμών παρατηρείται σε μονοκύτταρους οργανισμούς όπως τα πρωτόζωα αμοιβάδα και Didinium και εξυπηρετεί τη θρέψη τούς, αλλά και σε κύτταρα πολυκύτταρων οργανισμών, όπως του ανθρώπου, ως αμυντικός μηχανισμός (λευκά αιμοσφαίρια του αίματος). Στις περιπτώσεις αυτές ονομάζεται και φαγοκύττωση.

Η εξωκύττωση αποτελεί την αντίστροφη διαδικασία της ενδοκύττωσης. Με τη διαδικασία αυτή τα κύτταρα απομακρύνουν άχρηστα υπολείμματα των τροφών, τοξικές ουσίες ή ουσίες που έχουν παραχθεί σ' αυτά και πρέπει να μεταφερθούν, για να χρησιμοποιηθούν αλλού (διάφορες ορμόνες, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες κ.ά). Αυτό που πρόκειται να αποβληθεί κλείνεται σε ένα κυστίδιο, το οποίο προσεγγίζει την πλασματική μεμβράνη και περιβάλλεται από αυτήν. Στη συνέχεια η μεμβράνη περισφίγγεται στο συγκεκριμένο σημείο και απελευθερώνει προς την εξωτερική πλευρά του κυττάρου τις ουσίες.

Σημειώνεται ότι τόσο η ενδοκύττωση όσο και η εξωκύττωση γίνονται με κατανάλωση ενέργειας.

εικόναεικόναεικόνα

Μέσω της πλασματικής μεμβράνης διέρχονται ουσίες. α) Προς τo εσωτερικό του κυττάρου (ενδοκύττωση) και β) προς το εξωτερικό του κυττάρου (εξωκύττωση).

 

 

 

εικόνα

 

Η αντλία Κ*- Na+ είναι ένας μηχανισμός στον οποίο βασικό ρόλο παίζει μια διαμεμβρανική πρωτεΐνη, η οποία αλλάζει διάταξη στο χώρο στις διαδοχικές φάσεις της λειτουργίας της. Στη φάση Α τρία Na+ συνδέονται με την πρωτεΐνη στην εσωκυτταρική πλευρά της. Στη φάση Β η πρωτεΐνη αλλάζει διάταξη στο χώρο με κατανάλωση ενέργειας που προσφέρεται. Στη νέα μορφή της η πρωτεΐνη έχει ανοίξει προς τα έξω και οι περιοχές σύνδεσής της με τα δύο είδη ιόντων έχουν μεταβληθεί. Η περιοχή σύνδεσης με τα Na+ δεν ταιριάζει πια με αυτά. Αντίθετα, η περιοχή σύνδεσης με τα Κ+ διαμορφώνεται έτσι, ώστε να ταιριάζει μαζί τους. Στη φάση Γ η πρωτεΐνη έχει συνδεθεί με 2 εξωκυτταρικά Κ+ και έχει απελευθερώσει τα 3Na+ στο εξωκυττάριο υγρό. Στη φάση Δ η πρωτεΐνη επανέρχεται στην αρχική της διάταξη στο χώρο, ελευθερώνει τα Κ+ στο εσωτερικό του κυττάρου και είναι πάλι ικανή να συνδεθεί εκ νέου με Na+ και να επαναλάβει τον παραπάνω κύκλο, χάρη στον οποίο για κάθε 3Na+, που εξέρχονται, εισέρχονται 2Κ+.

MIA... ΑΚΡΑΙΑ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΕΝΔΟΚΥΤΤΩΣΗΣ

Η φαγοκύττωση αποτελεί μια μορφή ενδοκύττωσης κατά την οποία εισέρχονται σε ένα κύτταρο μεγάλα στερεά σωματίδια. Στο διάγραμμα εμφανίζεται η εγκόλπωση του σωματιδίου από την πλασματική μεμβράνη με τη δημιουργία ψευδοποδίων, και η εισαγωγή του μέσα σε ένα κυστίδιο, στο εσωτερικό του κυττάρου.Στην περίπτωση των μικροοργανισμών ή των λευκών αιμοσφαιρίων του αίματος, την αποικοδόμηση αυτού που εισέρχεται στο κύτταρο την αναλαμβάνουν τα υδρολυτικά ένζυμα τα οποία περιέχονται στα λυσοσώματα τα οποία ενώνονται με το κυστίδιο και «αδειάζουν» το περιεχόμενο τους στο εσωτερικό του.

εικόνα

εικόνα

 

 

εικόνα

Η εικόνα παρουσιάζει ένα πρωτόζωο, το Didinium (Ντιντίνιουμ) να «τρώει» με φαγοκύττωση ένα άλλο πρωτόζωο το Paramecium (Παραμέτσιουμ).

 

εικόνα

 

Η πλασματική μεμβράνη ως δέκτης μηνυμάτων Η ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

Τα κύτταρα δε μπορούν να ζουν απομονωμένα από το περιβάλλον τους ούτε όμως και να το αντιμετωπίζουν απλώς ως το χώρο από τον οποίο θα αποσπάσουν χρήσιμες ουσίες ή θα αποβάλουν τα άχρηστα προϊόντα του μεταβολισμού τους. Αντίθετα ανάμεσα στα κύτταρα και στο περιβάλλον τους (άλλα κύτταρα ή μεσοκυττάριο υγρό) αναπτύσσεται μια διαρκής ανταλλαγή μηνυμάτων, χάρη στην οποία μπορούν:
α. Να αναγνωρίζονται μεταξύ τους. Αν αναγνωρίζονται ως κύτταρα ίδιου τύπου, συνδέονται και συνιστούν ιστούς. Αν αναγνωρίζονται ως ξένα, στο επίπεδο του οργανισμού, κινητοποιούνται μηχανισμοί απόρριψης ή εξόντωσης του ξένου κυττάρου.
β. Να συντονίζουν τη δράση τους. Με τον τρόπο αυτό ο ιστός ή το όργανο στο οποίο ανήκουν εμφανίζει ενιαία λειτουργία,
γ. Να τροποποιούν τη λειτουργία τους. Με τον τρόπο αστό εξυπηρετούνται σε κάθε περίπτωση οι ανάγκες του οργανισμού παρά τις όποιες μεταβολές του περιβάλλοντος.

Ας δούμε όμως πώς αναγνωρίζονται τα κύτταρα μεταξύ τους, τι είδους μηνύματα είναι αυτά που φτάνουν στα κύτταρα και πώς γίνονται αντιληπτά.

Έχει ήδη αναφερθεί ότι πολλές από τις πρωτεΐνες και τα λιπίδια της πλασματικής μεμβράνης συνδέονται με σάκχαρα και συνθέτουν αντίστοιχα γλυκοπρωτεΐνες και γλυκολιπίδια. Είναι ενδιαφέρον ότι το είδος των σακχάρων, που βρίσκονται συνδεδεμένα με πρωτεΐνες στην πλασματική μεμβράνη των κυττάρων, διαφέρει ανάμεσα στους οργανισμούς διαφορετικού είδους αλλά και στα κύτταρα του ίδιου οργανισμού, που ανήκουν όμως σε διαφορετικούς ιστούς.

Η ποικιλία αυτών των μορίων είναι μεγάλη και ο ρόλος τους στη ζωή του κυττάρου σημαντικός. Μπορούν, για παράδειγμα, να αναγνωρίζουν αντίστοιχα μόρια στην επιφάνεια άλλων κυττάρων. Η αναγνώριση αυτή μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία ιστών. Σε ότι αφορά τώρα τα μηνύματα που ανταλλάσσονται μεταξύ των κυττάρων, στην πραγματικότητα είναι χημικές ουσίες (π.χ. ορμόνες) οι οποίες εκκρίνονται από ένα όργανο του οργανισμού ή καλύτερα από μια ομάδα κυττάρων, και στοχεύουν στο να ενεργοποιήσουν την λειτουργία ενός άλλου οργάνου, ή μιας άλλης ομάδας κυττάρων. Συνήθως, τα κύτταρα - στόχοι βρίσκονται σε άλλη περιοχή του οργανισμού.

Η μεταφορά των ουσιών - μηνυμάτων σε ένα πολυκύττα ρο οργανισμό όπως ο άνθρωπος, δεν μπορεί να γίνει παρά μόνο μέσω του κυκλοφοριακού συστήματος. Αυτό σημαίνει ότι φτάνουν σε όλα τα σημεία του οργανισμού, θα μπορούσαν να δράσουν σε όλα τα κύτταρα, Δεν γίνεται όμως έτσι. Για να δράσουν σε ένα κύτταρο, να επηρεάσουν δηλαδή τη λειτουργία του, θα πρέπει να εισέλθουν στο εσωτερικό του. Για να γίνει αυτό πρέπει η ουσία - μήνυμα να προσδεθεί στον κατάλληλο υποδοχέα του κυττάρου - δέκτη (π.χ. μια συγκεκριμένη γλυκοπρωτεΐνη). Αυτό βέβαια προϋποθέτει χημική συγγένεια ανάμεσα στα δύο αυτά μόρια. Αν η συγκεκριμένη γλυκοπρωτεΐνη δεν υπάρχει στην επιφάνεια κάποιου κυττάρου, τότε δεν μπορεί να εισέλθει σ' αυτό. Έτσι, ορισμένα μόνο κύτταρα είναι αυτά που τελικά δέχονται το μήνυμα και ενεργοποιούνται για τη ζητούμενη λειτουργία.

Με τον τρόπο αυτό τα κύτταρα δέχονται και ερμηνεύουν ένα πλήθος διαφορετικών μηνυμάτων, που επηρεάζουν τη λειτουργία τους, χωρίς να χρειάζεται οι ουσίες - μηνύματα να διαπερνούν την πλασματική μεμβράνη τους.

 

εικόνα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΟΥΣΙΩΝ

 

 

ΟΜΑΔΕΣ ΑΙΜΑΤΟΣ - ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΡΕΖΟΥΣ (RHESUS) ΑΝΤΙΓΟΝΑ ΙΣΤΟΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ ΟΜΑΔΕΣ ΑΙΜΑΤΟΣ

Ομάδες αίματος: Είναι γνωστό ότι κάθε άτομο που έχει ανάγκη αίματος μπορεί να δεχτεί αίμα της ίδιας ομάδας ή μιας άλλης που, όπως λέγεται, «είναι συμβατό» με τη δική του. Με βάση το σύστημα ΑΒΟ διακρίνουμε τέσσερις ομάδες αίματος, τις Α, Β, ΑΒ και Ο. Ο διαχωρισμός σε ομάδες γίνεται ανάλογα με την παρουσία ή την απουσία των πρωτεϊνών Α ή Β στην επιφάνεια των ερυθροκυττάρων. Οι πρωτεΐνες Α και Β δρουν ως αντιγόνα (συγκολλητινογόνα).

Έχει διαπιστωθεί ότι τα άτομα με ομάδα αίματος Α έχουν στο αίμα τους συγκολλητίνες (αντισώματα) έναντι των συγκολλητινογόνων Β (αντί-Β).

Χαρακτηριστικά ομάδων αίματος με βάση το σύστημα ΑΒΟ

εικόνα

 

εικόνα

 

Τα άτομα με ομάδα αίματος Β έχουν συγκολλητίνες αντί-Α, τα άτομα ομάδας αίματος ΑΒ δεν έχουν καθόλου συγκολλητίνες, ενώ τα άτομα ομάδας αίματος 0 έχουν και τα δύο είδη συγκολλητινών. Στον ελληνικό πληθυσμό η συχνότητα των ομάδων αίματος είναι περίπου 40% για την Α, 14% για τη Β, 4% για την ΑΒ και 42% για την Ο.

Αν σ' ένα άτομο ενεθεί αίμα ομάδας που δε «συμφωνεί» με τη δική του, δηλαδή τα συγκολλητινογόνα που έχει είναι διαφορετικά από τα δικά του, τότε οι συγκολλητίνες που διαθέτει συγκολλούν τα «ξένα» ερυθρά, με αποτέλεσμα τη δημιουργία θρόμβων, που μπορεί να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα στην υγεία του δέκτη. Οι συγκολλητίνες του δότη δε δημιουργούν συνήθως προβλήματα, γιατί είναι σε μικρή ποσότητα και αραιώνονται στο αίμα του δέκτη.

Στο σχήμα φαίνονται οι δυνατές περιπτώσεις μετάγγισης αίματος. Η ομάδα Ο δίνει σε όλες τις ομάδες (πανδότης), η ΑΒ δίνει μόνο σε ΑΒ, ενώ δέχεται από όλες (πανδέκτης).

 

Παράγοντας Ρέζους: Στην επιφάνεια των ερυθροκυττάρων υπάρχει ένα άλλο αντιγόνο, που παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τον άνθρωπο. Είναι η πρωτεΐνη Ρέζους (Rhesus), που πήρε το όνομά της από τους πιθήκους Ρέζους (Rhesus), στους οποίους απομονώθηκε αρχικά. Τα άτομα που έχουν στην επιφάνεια των ερυθρών τους αιμοσφαιρίων τον παράγοντα Ρέζους χαρακτηρίζονται ως Ρέζους θετικά (Rh+) και είναι περίπου το 85%. Τα άτομα που δε διαθέτουν αυτόν τον παράγοντα χαρακτηρίζονται ως Ρέζους αρνητικά (Rh -). Τα Rh - άτομα αντιμετωπίζουν πρόβλημα σε περίπτωση μετάγγισης αίματος από Rh+ άτομο ή, σε περίπτωση εγκυμοσύνης, όταν η μητέρα είναι Rh - και το έμβρυο Rh+. Στην περίπτωση αυτή δημιουργούνται στο σώμα των Rh - ατόμων αντισώματα έναντι του παράγοντα Ρέζους του δότη ή του εμβρύου. Αυτά μπορεί να προκαλέσουν συγκόλληση ερυθρών με απρόβλεπτες συνέπειες για την υγεία, κυρίως του εμβρύου. Στην περίπτωση της Rh - μητέρας αποφεύγουμε τα προβλήματα με τη χορήγηση αντισωμάτων έναντι του παράγοντα Ρέζους αμέσως μετά τον τοκετό, αν το έμβρυο είναι Rh+. Αυτά εξουδετερώνουν τα αντιγόνα των ερυθρών αιμοσφαιρίων του εμβρύου που έχουν εισέλθει στην κυκλοφορία του αίματος της μητέρας. Για τον παράγοντα Ρέζους δεν υπάρχουν ουσίες αντίστοιχες των συγκολλητινών (αντισώματα), που να περιέχονται φυσιολογικά στο αίμα. Αντισώματα παράγονται μόνο ύστερα από έκθεση του ατόμου σε ερυθρά αιμοσφαίρια που φέρουν το αντιγόνο.

Αντιγόνα ιστοσυμβατότητας (HLA σύστημα): Σε διάφορα εμπύρηνα είδη κυττάρων του ανθρώπινου οργανισμού, π.χ. λεμφοκύτταρα, υπάρχουν πρωτεΐνες χαρακτηριστικές του ατόμου. Αν αυτές ενωθούν σε άλλο άτομο, δρουν σαν αντιγόνα και προκαλούν την παραγωγή αντισωμάτων. Αποτέλεσμα είναι το μπλοκάρισμα και η καταστροφή των κυττάρων που τις φέρουν. Τις πρωτεΐνες αυτές τις ονομάζουμε αντιγόνα ιστοσυμβατότητας. Αυτά τα αντιγόνα αποτελούν τη βάση του προβλήματος των ατόμων που πρόκειται, για κάποιο λόγο, να δεχτούν μόσχευμα. Γιατί, αν τα αντιγόνα ιστοσυμβατότητας των κυττάρων του μοσχεύματος είναι διαφορετικά από εκείνα του δέκτη, τότε ο οργανισμός του τα αναγνωρίζει ως ξένα και ενεργοποιείται ο ανοσοποιητικός μηχανισμός. Αποτέλεσμα αυτού είναι τα κύτταρα που τα φέρουν (και επομένως ολόκληρο το μόσχευμα) να απομονώνονται από την κυκλοφορία του αίματος, να νεκρώνονται και τελικά το μόσχευμα να αποβάλλεται.

Από τη συμβατότητα (ομοιότητα) των συγκεκριμένων αντιγόνων δότη και δέκτη εκτιμάται η πιθανότητα αποδοχής ενός μοσχεύματος από τον οργανισμό του δεύτερου.

 

εικόνα