La structure de la membrane cellulaire. Membrane cellulaire : structure et fonctions

Membrane cellulaire externe (plasmalemme, cytolemme, membrane plasmique) des cellules animales recouvert à l'extérieur (c'est-à-dire du côté non en contact avec le cytoplasme) d'une couche de chaînes d'oligosaccharides liées de manière covalente aux protéines membranaires (glycoprotéines) et, dans une moindre mesure, aux lipides (glycolipides). Ce revêtement membranaire glucidique est appelé glycocalice. Le but du glycocalice n’est pas encore très clair ; on suppose que cette structure participe aux processus de reconnaissance intercellulaire.

Dans les cellules végétales Au-dessus de la membrane cellulaire externe se trouve une couche de cellulose dense avec des pores à travers lesquels la communication entre les cellules voisines s'effectue via des ponts cytoplasmiques.

Dans les cellules champignons au-dessus du plasmalemme - une couche dense chitine.

U bactéries – mureina.

Propriétés des membranes biologiques

1. Capacité d'auto-assemblage après des influences destructrices. Cette propriété est déterminée par les propriétés physicochimiques des molécules de phospholipides, qui dans une solution aqueuse se réunissent de telle sorte que les extrémités hydrophiles des molécules se déploient vers l'extérieur et les extrémités hydrophobes vers l'intérieur. Les protéines peuvent être intégrées dans des couches phospholipidiques prêtes à l'emploi. La capacité à s’auto-assembler est importante au niveau cellulaire.

2. Semi-perméable(sélectivité dans la transmission des ions et des molécules). Assure le maintien de la constance de la composition ionique et moléculaire dans la cellule.

3. Fluidité membranaire. Les membranes ne sont pas des structures rigides ; elles fluctuent constamment en raison des mouvements de rotation et de vibration des molécules lipidiques et protéiques. Cela garantit un taux plus élevé de processus enzymatiques et autres processus chimiques dans les membranes.

4. Les fragments de membrane n'ont pas d'extrémités libres, alors qu'ils se referment en bulles.

Fonctions de la membrane cellulaire externe (plasmalemme)

Les principales fonctions du plasmalemme sont les suivantes : 1) barrière, 2) récepteur, 3) échange, 4) transport.

1. Fonction barrière. Cela s'exprime par le fait que le plasmalemme limite le contenu de la cellule, la séparant de l'environnement extérieur, et que les membranes intracellulaires divisent le cytoplasme en cellules de réaction distinctes. compartiments.

2. Fonction récepteur. L'une des fonctions les plus importantes du plasmalemme est d'assurer la communication (connexion) de la cellule avec l'environnement extérieur via l'appareil récepteur présent dans les membranes, qui est de nature protéique ou glycoprotéique. La fonction principale des formations réceptrices du plasmalemme est la reconnaissance des signaux externes, grâce auxquels les cellules sont correctement orientées et forment des tissus au cours du processus de différenciation. La fonction du récepteur est associée à l'activité de divers systèmes de régulation, ainsi qu'à la formation d'une réponse immunitaire.

Fonction d'échange déterminé par la teneur en protéines enzymatiques des membranes biologiques, qui sont des catalyseurs biologiques. Leur activité varie en fonction du pH de l'environnement, de la température, de la pression et de la concentration du substrat et de l'enzyme elle-même. Les enzymes déterminent l'intensité des réactions clés métabolisme, ainsi que leur direction.

Fonction de transport des membranes. La membrane permet la pénétration sélective de divers produits chimiques dans la cellule et hors de la cellule dans l'environnement. Le transport de substances est nécessaire pour maintenir le pH approprié et la concentration ionique appropriée dans la cellule, ce qui garantit l'efficacité des enzymes cellulaires. Le transport fournit des nutriments qui servent de source d’énergie ainsi que de matière pour la formation de divers composants cellulaires. L'élimination des déchets toxiques de la cellule, la sécrétion de diverses substances utiles et la création de gradients ioniques nécessaires à l'activité nerveuse et musculaire en dépendent. Des modifications du taux de transfert de substances peuvent entraîner des perturbations des processus bioénergétiques, eau-sel. métabolisme, excitabilité et autres processus. La correction de ces changements est à la base de l'action de nombreux médicaments.

Il existe deux manières principales pour les substances d'entrer dans la cellule et d'en sortir dans l'environnement externe ;

transport passif,

transport actif.

Transport passif suit un gradient de concentration chimique ou électrochimique sans dépense d’énergie ATP. Si la molécule de la substance transportée n'a pas de charge, alors la direction du transport passif est déterminée uniquement par la différence de concentration de cette substance des deux côtés de la membrane (gradient de concentration chimique). Si la molécule est chargée, son transport est affecté à la fois par le gradient de concentration chimique et par le gradient électrique (potentiel de membrane).

Les deux gradients constituent ensemble le gradient électrochimique. Le transport passif de substances peut s'effectuer de deux manières : par diffusion simple et par diffusion facilitée.

En diffusion simple les ions sel et l'eau peuvent pénétrer par des canaux sélectifs. Ces canaux sont formés par certaines protéines transmembranaires qui forment des voies de transport de bout en bout ouvertes en permanence ou pour une courte période. Diverses molécules de taille et de charge correspondant aux canaux pénètrent par des canaux sélectifs.

Il existe un autre moyen de diffusion simple: il s'agit de la diffusion de substances à travers la bicouche lipidique, à travers laquelle passent facilement les substances liposolubles et l'eau. La bicouche lipidique est imperméable aux molécules chargées (ions), et en même temps, les petites molécules non chargées peuvent diffuser librement, et plus la molécule est petite, plus elle est transportée rapidement. Le taux de diffusion assez élevé de l'eau à travers la bicouche lipidique s'explique précisément par la petite taille de ses molécules et l'absence de charge.

Avec diffusion facilitée Le transport de substances implique des protéines - des transporteurs qui fonctionnent selon le principe du « ping-pong ». La protéine existe dans deux états conformationnels : à l’état « pong », les sites de liaison de la substance transportée sont ouverts à l’extérieur de la bicouche, et à l’état « ping », les mêmes sites sont ouverts de l’autre côté. Ce processus est réversible. De quel côté le site de liaison d'une substance sera ouvert à un moment donné dépend du gradient de concentration de cette substance.

De cette façon, les sucres et les acides aminés traversent la membrane.

Avec une diffusion facilitée, le taux de transport des substances augmente considérablement par rapport à une simple diffusion.

Outre les protéines porteuses, certains antibiotiques participent à la diffusion facilitée, par exemple la gramicidine et la valinomycine.

Parce qu'ils assurent le transport des ions, ils sont appelés ionophores.

Transport actif de substances dans la cellule. Ce type de transport coûte toujours de l'énergie. La source d'énergie nécessaire au transport actif est l'ATP. Une particularité de ce type de transport est qu'il s'effectue de deux manières :

en utilisant des enzymes appelées ATPases ;

transport sous emballage membranaire (endocytose).

DANS La membrane cellulaire externe contient des protéines enzymatiques telles que les ATPases, dont la fonction est d'assurer le transport actif ions contre un gradient de concentration. Puisqu’ils assurent le transport des ions, ce processus est appelé pompe à ions.

Il existe quatre principaux systèmes de transport d’ions connus dans les cellules animales. Trois d'entre eux assurent le transfert à travers les membranes biologiques : Na+ et K+, Ca+, H+, et le quatrième - le transfert de protons lors du fonctionnement de la chaîne respiratoire mitochondriale.

Un exemple de mécanisme de transport d'ions actif est pompe sodium-potassium dans les cellules animales. Il maintient une concentration constante d'ions sodium et potassium dans la cellule, qui diffère de la concentration de ces substances dans l'environnement : normalement, il y a moins d'ions sodium dans la cellule que dans l'environnement, et plus d'ions potassium.

En conséquence, selon les lois de la simple diffusion, le potassium a tendance à quitter la cellule et le sodium se diffuse dans la cellule. Contrairement à la simple diffusion, la pompe sodium-potassium pompe constamment le sodium hors de la cellule et introduit du potassium : pour trois molécules de sodium libérées, deux molécules de potassium sont introduites dans la cellule.

Ce transport des ions sodium-potassium est assuré par l'ATPase dépendante, une enzyme localisée dans la membrane de telle sorte qu'elle pénètre dans toute son épaisseur. Le sodium et l'ATP pénètrent dans cette enzyme par l'intérieur de la membrane, et le potassium par l'extérieur.

Le transfert de sodium et de potassium à travers la membrane se produit à la suite de changements conformationnels que subit l'ATPase sodium-potassium dépendante, qui est activée lorsque la concentration de sodium à l'intérieur de la cellule ou de potassium dans l'environnement augmente.

Pour fournir de l’énergie à cette pompe, l’hydrolyse de l’ATP est nécessaire. Ce processus est assuré par la même enzyme, l'ATPase sodium-potassium dépendante. De plus, plus d'un tiers de l'ATP consommé par une cellule animale au repos est consacré au fonctionnement de la pompe sodium-potassium.

La violation du bon fonctionnement de la pompe sodium-potassium entraîne diverses maladies graves.

L'efficacité de cette pompe dépasse 50 %, ce qui n'est pas atteint par les machines les plus avancées créées par l'homme.

De nombreux systèmes de transport actif sont alimentés par l’énergie stockée dans des gradients ioniques plutôt que par l’hydrolyse directe de l’ATP. Tous fonctionnent comme des systèmes de cotransport (favorisant le transport de composés de faible poids moléculaire). Par exemple, le transport actif de certains sucres et acides aminés dans les cellules animales est déterminé par un gradient d’ions sodium, et plus le gradient d’ions sodium est élevé, plus le taux d’absorption du glucose est élevé. Et inversement, si la concentration de sodium dans l’espace intercellulaire diminue sensiblement, le transport du glucose s’arrête. Dans ce cas, le sodium doit rejoindre la protéine de transport du glucose sodium-dépendante, qui possède deux sites de liaison : un pour le glucose, l'autre pour le sodium. Les ions sodium pénétrant dans la cellule facilitent l'introduction de la protéine porteuse dans la cellule avec le glucose. Les ions sodium qui pénètrent dans la cellule avec le glucose sont pompés par l'ATPase sodium-potassium dépendante, qui, en maintenant un gradient de concentration en sodium, contrôle indirectement le transport du glucose.

Transport de substances dans des emballages à membrane. Les grosses molécules de biopolymères ne peuvent pratiquement pas pénétrer à travers le plasmalemme par aucun des mécanismes de transport de substances décrits ci-dessus dans la cellule. Ils sont capturés par la cellule et absorbés dans un emballage membranaire, appelé endocytose. Cette dernière est formellement divisée en phagocytose et pinocytose. L’absorption des particules par la cellule est phagocytose, et liquide - pinocytose. Au cours de l'endocytose, les étapes suivantes sont observées :

réception de la substance absorbée grâce aux récepteurs de la membrane cellulaire;

invagination de la membrane avec formation d'une bulle (vésicule) ;

séparation de la vésicule endocytaire de la membrane avec consommation d’énergie – formation de phagosomes et restauration de l'intégrité de la membrane ;

Fusion du phagosome avec le lysosome et formation phagolysosomes (vacuole digestive) au cours duquel se produit la digestion des particules absorbées ;

élimination du matériel non digéré dans le phagolysosome de la cellule ( exocytose).

Dans le monde animal endocytose est une méthode de nutrition caractéristique pour de nombreux organismes unicellulaires (par exemple, les amibes), et parmi les organismes multicellulaires, ce type de digestion des particules alimentaires se retrouve dans les cellules endodermiques des coelentérés. Quant aux mammifères et aux humains, ils possèdent un système cellulaire réticulo-histio-endothélial doté de la capacité d’endocytose. Les exemples incluent les leucocytes sanguins et les cellules de Kupffer hépatiques. Ces derniers tapissent les capillaires dits sinusoïdaux du foie et captent diverses particules étrangères en suspension dans le sang. Exocytose- Il s'agit également d'une méthode permettant d'éliminer de la cellule d'un organisme multicellulaire le substrat sécrété par celui-ci, nécessaire au fonctionnement d'autres cellules, tissus et organes.

Délimitatif ( barrière) - séparer le contenu cellulaire de l'environnement extérieur ;

Réguler les échanges entre la cellule et l'environnement ;

Ils divisent les cellules en compartiments, ou compartiments, destinés à certaines voies métaboliques spécialisées ( partage);

C'est le siège de certaines réactions chimiques (réactions lumineuses de photosynthèse dans les chloroplastes, phosphorylation oxydative lors de la respiration dans les mitochondries) ;

Assurer la communication entre les cellules des tissus des organismes multicellulaires ;

Transport- effectue le transport transmembranaire.

Récepteur- sont l'emplacement des sites récepteurs qui reconnaissent les stimuli externes.

Transport de substancesà travers la membrane - l'une des principales fonctions de la membrane, assurant l'échange de substances entre la cellule et l'environnement extérieur. En fonction de la consommation d'énergie pour le transfert des substances, on distingue :

transport passif, ou diffusion facilitée ;

transport actif (sélectif) avec la participation de l'ATP et des enzymes.

transport sous emballage à membrane. Il existe l'endocytose (dans la cellule) et l'exocytose (hors de la cellule) - des mécanismes qui transportent les grosses particules et les macromolécules à travers la membrane. Au cours de l'endocytose, la membrane plasmique forme une invagination, ses bords fusionnent et une vésicule est libérée dans le cytoplasme. La vésicule est délimitée du cytoplasme par une seule membrane, qui fait partie de la membrane cytoplasmique externe. Il existe la phagocytose et la pinocytose. La phagocytose est l'absorption de grosses particules assez dures. Par exemple, la phagocytose des lymphocytes, des protozoaires, etc. La pinocytose est le processus de capture et d'absorption de gouttelettes de liquide contenant des substances dissoutes.

L'exocytose est le processus d'élimination de diverses substances de la cellule. Lors de l'exocytose, la membrane de la vésicule, ou vacuole, fusionne avec la membrane cytoplasmique externe. Le contenu de la vésicule est éliminé au-delà de la surface cellulaire et la membrane est incluse dans la membrane cytoplasmique externe.

Au coeur passif le transport des molécules non chargées réside dans la différence entre les concentrations d'hydrogène et de charges, c'est-à-dire gradient électrochimique. Les substances se déplaceront d’une zone avec un gradient plus élevé vers une zone avec un gradient plus faible. La vitesse du transport dépend de la différence de pente.

La diffusion simple est le transport de substances directement à travers la bicouche lipidique. Caractéristique des gaz, molécules apolaires ou petites molécules polaires non chargées, solubles dans les graisses. L'eau pénètre rapidement dans la bicouche car sa molécule est petite et électriquement neutre. La diffusion de l’eau à travers les membranes s’appelle l’osmose.

La diffusion à travers les canaux membranaires est le transport de molécules chargées et d'ions (Na, K, Ca, Cl) pénétrant à travers la membrane en raison de la présence de protéines spéciales formant des canaux qui forment des pores d'eau.

La diffusion facilitée est le transport de substances utilisant des protéines de transport spéciales. Chaque protéine est responsable d'une molécule ou d'un groupe de molécules apparentées strictement défini, interagit avec elle et se déplace à travers la membrane. Par exemple, les sucres, les acides aminés, les nucléotides et autres molécules polaires.

Transport actif réalisée par des protéines porteuses (ATPase) contre un gradient électrochimique, avec consommation d'énergie. Sa source est constituée de molécules d'ATP. Par exemple, le sodium est une pompe à potassium.

La concentration de potassium à l'intérieur de la cellule est beaucoup plus élevée qu'à l'extérieur, et le sodium, vice versa. Par conséquent, les cations potassium et sodium diffusent passivement à travers les pores d’eau de la membrane selon un gradient de concentration. Ceci s'explique par le fait que la perméabilité de la membrane aux ions potassium est supérieure à celle des ions sodium. En conséquence, le potassium se diffuse hors de la cellule plus rapidement que le sodium dans la cellule. Cependant, pour le fonctionnement normal des cellules, un certain rapport de 3 ions potassium et 2 ions sodium est nécessaire. Par conséquent, il existe une pompe sodium-potassium dans la membrane qui pompe activement le sodium hors de la cellule et le potassium dans la cellule. Cette pompe est une protéine membranaire transmembranaire capable de réarrangements conformationnels. Par conséquent, il peut attacher à lui-même des ions potassium et sodium (antiport). Le processus est gourmand en énergie :

De l'intérieur de la membrane, les ions sodium et une molécule d'ATP pénètrent dans la protéine pompe, et les ions potassium proviennent de l'extérieur.

Les ions sodium se combinent avec une molécule protéique et la protéine acquiert une activité ATPase, c'est-à-dire la capacité de provoquer l'hydrolyse de l'ATP, qui s'accompagne de la libération d'énergie qui entraîne la pompe.

Le phosphate libéré lors de l'hydrolyse de l'ATP se fixe sur la protéine, c'est-à-dire phosphoryle la protéine.

La phosphorylation provoque des changements conformationnels dans la protéine ; elle devient incapable de retenir les ions sodium. Ils sont libérés et sortent de la cellule.

La nouvelle conformation de la protéine favorise l'attachement des ions potassium à celle-ci.

L'ajout d'ions potassium provoque une déphosphorylation de la protéine. Il change à nouveau de conformation.

Un changement de conformation des protéines entraîne la libération d’ions potassium à l’intérieur de la cellule.

La protéine est à nouveau prête à attacher des ions sodium à elle-même.

En un cycle de fonctionnement, la pompe pompe 3 ions sodium de la cellule et pompe 2 ions potassium.

Cytoplasme– un composant obligatoire de la cellule, situé entre l’appareil superficiel de la cellule et le noyau. Il s'agit d'un complexe structurel hétérogène complexe composé de :

hyaloplasme

organites (composants permanents du cytoplasme)

les inclusions sont des composants temporaires du cytoplasme.

Matrice cytoplasmique(hyaloplasme) est le contenu interne de la cellule - une solution colloïdale incolore, épaisse et transparente. Les composants de la matrice cytoplasmique effectuent des processus de biosynthèse dans la cellule et contiennent les enzymes nécessaires à la production d'énergie, principalement dues à la glycolyse anaérobie.

Propriétés fondamentales de la matrice cytoplasmique.

Détermine les propriétés colloïdales de la cellule. Avec les membranes intracellulaires du système vacuolaire, il peut être considéré comme un système colloïdal hautement hétérogène ou multiphasé.

Fournit un changement dans la viscosité du cytoplasme, une transition d'un gel (plus épais) à un sol (plus liquide), qui se produit sous l'influence de facteurs externes et internes.

Fournit la cyclose, le mouvement amiboïde, la division cellulaire et le mouvement des pigments dans les chromatophores.

Détermine la polarité de l'emplacement des composants intracellulaires.

Fournit les propriétés mécaniques des cellules - élasticité, capacité à fusionner, rigidité.

Organites– des structures cellulaires permanentes qui garantissent que la cellule remplit des fonctions spécifiques. Selon les caractéristiques structurelles, on distingue :

organites membranaires - ont une structure membranaire. Ils peuvent être monomembranaires (RE, appareil de Golgi, lysosomes, vacuoles de cellules végétales). Double membrane (mitochondries, plastes, noyau).

Organites non membranaires - n'ont pas de structure membranaire (chromosomes, ribosomes, centre cellulaire, cytosquelette).

Les organites à usage général sont caractéristiques de toutes les cellules : noyau, mitochondries, centre cellulaire, appareil de Golgi, ribosomes, EPS, lysosomes. Lorsque les organites sont caractéristiques de certains types de cellules, on les appelle organites spécialisés (par exemple, myofibrilles qui contractent une fibre musculaire).

Réticulum endoplasmique- une structure unique et continue dont la membrane forme de nombreuses invaginations et plis qui ressemblent à des tubules, des microvacuoles et de grandes citernes. Les membranes ER sont reliées d’une part à la membrane cytoplasmique cellulaire et d’autre part à l’enveloppe externe de la membrane nucléaire.

Il existe deux types de PSE : rugueux et lisse.

Dans le RE rugueux ou granuleux, les citernes et les tubules sont associés aux ribosomes. est la face externe de la membrane. Le RE lisse ou agranulaire n’a aucun lien avec les ribosomes. C'est la face interne de la membrane.

La membrane cellulaire est la structure qui recouvre l’extérieur de la cellule. On l'appelle aussi cytolemme ou plasmalemme.

Cette formation est construite à partir d’une couche bilipide (bicouche) contenant des protéines. Les glucides qui composent le plasmalemme sont dans un état lié.

La répartition des principaux composants du plasmalemme est la suivante : plus de la moitié de la composition chimique est constituée de protéines, un quart est occupé par des phospholipides et un dixième est constitué de cholestérol.

Membrane cellulaire et ses types

La membrane cellulaire est un film mince dont la base est constituée de couches de lipoprotéines et de protéines.

Selon la localisation, on distingue les organites membranaires qui présentent certaines caractéristiques dans les cellules végétales et animales :

• les mitochondries ;
• cœur;
• réticulum endoplasmique ;
• Complexe de Golgi ;
• les lysosomes ;
• chloroplastes (dans les cellules végétales).

Il existe également une membrane cellulaire interne et externe (plasmolemme).

Structure de la membrane cellulaire

La membrane cellulaire contient des glucides qui la recouvrent sous forme de glycocalyx. Il s'agit d'une structure supra-membranaire qui remplit une fonction barrière. Les protéines situées ici sont à l'état libre. Les protéines non liées participent à des réactions enzymatiques, assurant la dégradation extracellulaire des substances.

Les protéines de la membrane cytoplasmique sont représentées par des glycoprotéines. Sur la base de leur composition chimique, les protéines entièrement incluses dans la couche lipidique (sur toute sa longueur) sont classées comme protéines intégrales. Également périphérique, n'atteignant pas l'une des surfaces du plasmalemme.

Les premiers fonctionnent comme des récepteurs, se liant aux neurotransmetteurs, aux hormones et à d’autres substances. Les protéines d'insertion sont nécessaires à la construction de canaux ioniques à travers lesquels se produit le transport des ions et des substrats hydrophiles. Ces dernières sont des enzymes qui catalysent les réactions intracellulaires.

Propriétés de base de la membrane plasmique

La bicouche lipidique empêche la pénétration de l'eau. Les lipides sont des composés hydrophobes représentés dans la cellule par les phospholipides. Le groupe phosphate est tourné vers l'extérieur et se compose de deux couches : la couche externe, dirigée vers l'environnement extracellulaire, et la couche interne, délimitant le contenu intracellulaire.

Les zones solubles dans l’eau sont appelées têtes hydrophiles. Les sites d’acides gras sont dirigés vers la cellule, sous forme de queues hydrophobes. La partie hydrophobe interagit avec les lipides voisins, ce qui assure leur attachement les uns aux autres. La double couche présente une perméabilité sélective dans différentes zones.

Ainsi, au milieu la membrane est imperméable au glucose et à l'urée ; les substances hydrophobes y passent librement : dioxyde de carbone, oxygène, alcool. Le cholestérol est important ; la teneur de ce dernier détermine la viscosité du plasmalemme.

Fonctions de la membrane cellulaire externe

Les caractéristiques des fonctions sont brièvement listées dans le tableau :

Quelle est l'importance de la membrane cellulaire

La membrane cellulaire participe au maintien de l'homéostasie en raison de la grande sélectivité des substances entrant et sortant de la cellule (en biologie, cela s'appelle perméabilité sélective).

Les excroissances du plasmalemme divisent la cellule en compartiments (compartiments) chargés de remplir certaines fonctions. Des membranes spécialement conçues correspondant au motif fluide-mosaïque assurent l’intégrité de la cellule.

L'extérieur de la cellule est recouvert d'une membrane plasmique (ou membrane cellulaire externe) d'environ 6 à 10 nm d'épaisseur.

La membrane cellulaire est un film dense de protéines et de lipides (principalement des phospholipides). Les molécules lipidiques sont disposées de manière ordonnée - perpendiculairement à la surface, en deux couches, de sorte que leurs parties qui interagissent intensément avec l'eau (hydrophiles) soient dirigées vers l'extérieur et que leurs parties inertes vis-à-vis de l'eau (hydrophobes) soient dirigées vers l'intérieur.

Les molécules de protéines sont situées dans une couche non continue à la surface de la structure lipidique des deux côtés. Certains d’entre eux plongent dans la couche lipidique, d’autres la traversent, formant des zones perméables à l’eau. Ces protéines remplissent diverses fonctions - certaines d'entre elles sont des enzymes, d'autres sont des protéines de transport impliquées dans le transfert de certaines substances de l'environnement vers le cytoplasme et dans le sens opposé.

Fonctions de base de la membrane cellulaire

L'une des principales propriétés des membranes biologiques est la perméabilité sélective (semi-perméabilité)- certaines substances les traversent difficilement, d'autres facilement et même vers des concentrations plus élevées Ainsi, pour la plupart des cellules, la concentration en ions Na à l'intérieur est nettement inférieure à celle de l'environnement. La relation inverse est typique pour les ions K : leur concentration à l'intérieur de la cellule est plus élevée qu'à l'extérieur. Par conséquent, les ions Na ont toujours tendance à pénétrer dans la cellule et les ions K ont toujours tendance à en sortir. L'égalisation des concentrations de ces ions est empêchée par la présence dans la membrane d'un système spécial qui joue le rôle d'une pompe, qui pompe les ions Na hors de la cellule et pompe simultanément les ions K à l'intérieur.

La tendance des ions Na à se déplacer de l’extérieur vers l’intérieur est utilisée pour transporter les sucres et les acides aminés dans la cellule. Avec l'élimination active des ions Na de la cellule, des conditions sont créées pour l'entrée de glucose et d'acides aminés dans celle-ci.

Dans de nombreuses cellules, les substances sont également absorbées par phagocytose et pinocytose. À phagocytose la membrane externe flexible forme une petite dépression dans laquelle tombe la particule capturée. Cet évidement s'agrandit et, entourée d'une section de la membrane externe, la particule est immergée dans le cytoplasme de la cellule. Le phénomène de phagocytose est caractéristique des amibes et de certains autres protozoaires, ainsi que des leucocytes (phagocytes). Les cellules absorbent de la même manière les liquides contenant les substances nécessaires à la cellule. Ce phénomène a été appelé pinocytose.

Les membranes externes des différentes cellules diffèrent considérablement tant par la composition chimique de leurs protéines et lipides que par leur contenu relatif. Ce sont ces caractéristiques qui déterminent la diversité de l'activité physiologique des membranes de diverses cellules et leur rôle dans la vie des cellules et des tissus.

Le réticulum endoplasmique de la cellule est relié à la membrane externe. A l'aide des membranes externes, différents types de contacts intercellulaires sont réalisés, c'est-à-dire communication entre les cellules individuelles.

De nombreux types de cellules se caractérisent par la présence à leur surface d'un grand nombre de saillies, de plis et de microvillosités. Ils contribuent à la fois à une augmentation significative de la surface cellulaire et à une amélioration du métabolisme, ainsi qu’à des connexions plus fortes entre les cellules individuelles.

Les cellules végétales ont des membranes épaisses à l'extérieur de la membrane cellulaire, clairement visibles au microscope optique, constituées de fibres (cellulose). Ils créent un support solide pour les tissus végétaux (bois).

Certaines cellules animales possèdent également un certain nombre de structures externes situées au-dessus de la membrane cellulaire et ont un caractère protecteur. Un exemple est la chitine des cellules tégumentaires des insectes.

Fonctions de la membrane cellulaire (brièvement)