غشاء خلوي

المثال التوضيحي لحقيقية نواة غشاء الخلية

غشاء الخلية , الغشاء البلازمي أو الغشاء الخلوي يسمى كذلك الاكتوبلاست Ectoplast هو غشاء حيوي يفصل داخل الخلية عن الوسط المحيط. الغشاء الخلوي عبارة عن طبقة ثنائية دسمة اختيارية النفاذية مشتركة في جميع الخلايا الحية.. يحتوي هذا الغشاء مجمل كيان الخلية من الهيولى وما فيها من عضيات خلوية يتألف بشكل خاص من البروتينات والدهنيات مرتبة بشكل فسيفسائي، هذه المكونات الغشائية تدخل في مجموعة واسعة من العمليات الخلوية. في نفس الوقت يمكن أن يعمل كنقطة اتصال بين الهيكل الخلوي والجدار الخلوي في حال وجوده. ربما تكون مهمته الأساسية هي تنظيم دخول وخروج الجزيئات إلى الخلية وخروجها منه، عدا عن استقبال الإشارات الحيوية من خارج الخلية عن طريق ما يسمى المستقبلات.

وظيفته

الغشاء الخلوي

يقوم الغشاء الخلوي أيضا بإحاطة الهيولى وفصلها فيزيائيا عن بقية المكونات الخارج خلوية وبهذا يقوم بمهمة جدار فاصل. هذا الحاجز قادر على تنظيم خرج ودخل الخلية الحية باعتباره نصف نفوذ أو نفوذ نوعيا. وهو غشاء نفاذ Permeable يعمل عمل غشاء نصف ناضح وفي نفس الوقت له القابلية الاختيارية للمواد الداخلة والخارجة من خلاله كما تساهم في حالات كثيرة جزيئات ناقلة موجودة ضمن الغشاء البلازمي في عملية نقل المواد عبر الغشاء وتتم هذه العملية بصرف كميات كبيرة من الطاقة الكيميائية. وبالنظر لكون الغشاء البلازمي رقيق جداً لذلك لايمكن تمييزه بسهولة باستخدام المجهر الضوئي ويلاحظ في بعض الخلايا ان الغشاء البلازمي محاط بطبقات واقية اكثر سمكاً بحيث يمكن تمييزها بالمجهر فمثلاً معظم الخلايا النباتية تمتلك جداراً سليلوزياً سميكاً يغطي ويدعم الغشاء البلازمي والذي يطلق عليه اسم الجدار الخلوي Cell Wall اما خلايا الحيوانات فبعضها محاط بمواد قوية . ان للجدار الخلوي الوظائف المهمة للخلية غير انه لايلعب أي دور في عملية عبور المواد وانتقالها من والى الخلية.

اولاً: النقل عن طريق تكوين الحويصلات

لأغشية بعض الخلايا القدرة على احاطة بعض المواد وتكوين حويصلات غشائية حيث عن طريقها يتم ادخال واخراج هذه المواد من والى الخلية.

1- الإدخال الخلوي Endocytosis

يتم اخذ الأجسام إلى داخل الخلية عن طريق غشاء البلازما بعدة بطرق منها:

أ- الالتهام الخلوي (او البلعمة) Phagocytosis يمثل الالتهام الخلوي هضم الأجسام الصلبة من الخلية بواسطة الفعالية الطبيعية لغشاء البلازما. هذه الظاهرة يمكن ملاحظتها في الاميبا حيث تعمل على مد اقدام كاذبة حول الدقائق المطلوب هضمها ثم تحتوي هذه الدقائق في داخل الخلية وتتكون فجوة كبيرة نسبياً تنطلق إلى داخل الخلية وان عمل بعض خلايا الدم البيضاء يكون مشابهاً لعمل الاميبا والتي تساعد الجسم في الوقوف ضد المواد الغريبة حيث ان كريات الدم البيضاء Leucocytes لها القابلية لهضم البكتريا بواسطة الأكياس الملتهمة وكذلك فضلات الخلية واجسام كبيرة اخرى.

ب- الشرب الخلوي Pinocytosis يمثل الشرب الخلوي احتواء المواد السائلة إلى داخل الخلية بطريقة تشبه البلعمة وقد يدخل البروتين بهذه الطريقة أيضاً حيث تمتز المواد Adsorbed عند سطح البلازما ثم يحدث لف داخلي Infolding للغشاء ناتجاً في تكوين كيس يحتوي على الدقائق المطلوب هضمها وبعدها فأن هذه المواد تتحرر بطريقة ما من الكيس إلى داخل الخلية وان الغشاء الذي كان محيطاً للدقيقة قد يصبح جزءاً من الشبكة الاندوبلازمية ويمكن تلخيص العملية وذلك بتكوين اصابع غشائية خارجية تنحني بعدها إلى الخلف لتلتحم في النهاية بغشاء الخلية ومرة ثانية مكونة بذلك فجوة غذائية تحتوي بداخلها على المادة الغذائية .

ج- اللقف الخلوي Rhopheocytosis وهذه الآلية في الإدخال الخلوي خاصة لنقل كمية كبيرة من المواد مثل السايتوبلازم مع محتوياته من خلية إلى خلية أخرى حيث تتضمن العملية تكوين فجوات في سطح الخلية دون وجود تقديرات سابقة في السطح حيث تظهر الخلية في هذه العملية كانها تشفط المواد المحيطة بها كالشرب الخلوي .

ثانياً- الإخراج الخلوي Exocytosis

ويمكن تقسيم هذه العملية إلى عدة اقسام هي: أ- الإفراز الكلي Holocrine Secretion ويتضمن هذا الإفراز ملئ الخلية بالناتج الافرازي ثم تحرر الخلية برمتها كجسم افرازي وبعدها تضمحل الخلية محررة محتوياتها وتمثل الغدد الدهنية لجلد اللبائن انموذجاً لهذا النوع من الإفراز.

ب- الإفراز الجزئي Eccrine Secretion وهو عكس الإفراز الكلي إذ تبدأ العملية ببناء البروتينات السكرية بواسطة الشبكة الاندوبلازمية الخشنة المحببة) Granular Endoplasmic Reticulum ثم ترزم بهيئة اجسام محددة باغشية ثم تحرر محتوياتها داخل تجويف بواسطة التحام الغشاء الموجود حول الجسم بالغشاء الخلوي وتنتج عن هذه العملية انخفاضات مؤقتة تنشأ عند سطح الخلية وفي حالة الإفراز الشديد ينشأ خيط من فجوات مرتبطة مع بعضها البعض وبواسطة هذه الوسائل ينبذ الإفراز إلى الخارج ومن الامثلة لهذا النوع كثير من الغدد ذات الإفراز الخارجي والداخلي كالبنكرياس والخلايا الامامية للغدة النخامية والخلايا الدرقية. وان التحام غشاءالجسم الافرازي بالغشاء البلازمي يؤدي إلى ان يصبح غشاء الجسم الافرازي جزءاً من الغشاء البلازمي.

3- الإفراز القمي Apocrine Secretion ان هذا الإفراز يلاحظ في الغدد تحت الفكية للارنب Submandibular sweet gland ولقد لوحظت عمليات مختلفة من الإفراز حيث يندفع التجويف السطحي للخلية إلى الخارج ليكون برزوات ثانوية واشكال كروية متصلة بالخلية بواسطة سويق رفيع بعدها تكون طبقة كثيفة من السايتوبلازم على عرض الساق تفصل تدريجياً الجسم المخزون ويصبح طليقاً في التجويف ويمكن مشاهدة هذه العملية أيضاً في الغدد اللبنية حيث يفرز الدهن بواسطة الية الإفراز القمي.

4- الإفراز الثنائي Diacrine Secretion في هذا النوع من الإفراز تتكون اجسام افرازية محاطة باغشية كما في الإفراز الجزئي ولكن بدلاً من تحررها بالتحامها بالغشاء البلازمي فان الناتج الافرازي اما ينتشر اولاً عبر غشاء الجسم الافرازي ثم عبر الغشاء البلازمي او تنتشر اجزاء غشاء الجسم الافرازي والافراز المتحرر عبر السايتوبلازم القمي وغشاء البلازما ان هذه العملية لاتتضمن زيادة او نقصان في محيط سطح الخلية كما انها نادرة الحدوث نسبياً.

ثانياً- الانتشار الحر Free Diffusion

تتحرك الكثير من المواد من خلال الاغشية باسلوب الانتشار الحر، كما تشير الدراسات حيث تتناسب نسبة هذا الانتشار طردياً مع نسبة ذوبان تلك المواد في اللبيد . يستثنى الماء من هذه القاعدة وذلك لان جزيئاته تنتشر بحرية خلال الغشاء بانتظام وسرعة حيث اقترح بان الاغشية تحتوي على ثقوب (8-10) انكستروم تبطن بجزيئات محبه للماء حيث تكون هذه الفتحات ذات سعة كافية لدخول جزيئات الماء في حين تلاقي جزيئات اخرى صعوبة للدخول من خلالها.

تركيبه

نموذج الفسيفساء السائل

يتألف الغشاء البلازمي من البروتين Protein والدهن Lipid التي تكون مرتبة مع بعضها البعض بشكل طبقة رقيقة بواسطة اواصر غير تساهمية وتعتمد نسبة الدهن إلى البروتين على نوع الغشاء الخلوي بالنسبة للغشاء البلازمي والعضيات الخلوية الاخرى كما ويؤثر نوع الكائن الحي فيما اذا كان حقيقي النواة او بدائي النواة على هذه النسبة كذلك يلاحظ وجود الكوليسترول ودهون سكرية Glycolipids وتختلف نسبة هذه الأنواع من الدهون الغشائية باختلاف انواع الاغشية البلازمية وقد بينت نتائج الدراسات الحديثة على اغشية كريات الدم الحمراء ان هنالك تباين في توزيع هذه الأنواع من الدهون وحتى الدهن الواحد على طبقتي الغشاء فمثلاً يوجد Choline Phospholipids والدهون السكرية على الطبقة الخارجية اكثر من وجودها على الطبقة الداخلية للغشاء المواجهة للسايتوبلازم والتي يكثر وجود Amino Phospholipids عليها وقد اقترح الباحثون ان هذا التباين يكون ثابتاً حيث لايحدث تبدلاً (تبادل) بين طبقتي الدهن ويمكن ان يعزى ذلك إلى ان المجاميع القطبية الكارهة للماء Hydrophobic لطبقة الدهن الثانية تتطلب طاقة عالية اذا ما ارادت الحركة خلال المركز. ان جزيئة الدهن تتألف من جزئين هما:- 1- الجزء القطبي ((Polar Portion)): وهذا الجزء محب او اليف للماء Hydrophilic. 2- الجزء غير القطبي ((Nonpolar Portion)) وهذا الجزء كاره او غير أليف للماء Hغdrophobic.

إن انتقال المواد عبر الغشاء يمكن أن يتم بشكل منفعل passive حسب قواعد الانتشار وفق تدرج التركيز وهنا يتطلب أن تكون المادة منحلة في الدسم لتنحل في الطبقة الثنائية الدسمة أو منحلة في الماء لتؤمن عبورها مع الماء عبر القنوات الشاردية الموجودة ضمن البروتينات الغشائية، طريقة أخرى للنقل تدعى بالنقل الفعال تتطلب صرف طاقة يتم الحصول عليها عن طريق جزيئات آ تي بي تقوم بها جزيئات بروتينية خاصة تعمل كمضخات شاردية.

تتواجد أيضا ضمن الغشاء مستقبلات بروتينية تعمل على استقبال الإشارات الحيوية من البيئة المحيطة بالخلية على شكل مرسالات خلوية كيميائية أو هرمونات. يتم نقل هذه الإشارات إلى الداخل الخلوي مما يؤدي للاستجابة على هذه الإشارة. بعض البروتينات الأخرى تعمل كعلامات تميز هذه الخلايا بالنسبة لخلايا أخرى لإتمام التواصل. ترابط هذه البروتينات مع مستقبلاتها النوعية في الخلايا الأخرى تشكل الأساس للتآثر الخلوي في الجهاز المناعي.

قطبية الغشاء

توتر غشاء الخلية الكهربائي هو اختلاف الشحنة الكهربائية على جانبي جدار الخلية بسبب اختلاف تركيز الأيونات ما بين داخل الخلية المحاطة بالغشاء الخلوي، والوسط المحيط بها. وهذا التوتر تحافظ عليه الخلية الحية عن طريق قنوات شاردية ليكوّن الأساس لما يسمى كمون الفعل المساهم بنقل الشارة الكهربائية بشكل سيال عصبي أو انقباض عضلي وهكذا.

انظر أيضا

• بكتيريا إيجابية الغرام
• بكتيريا سلبية الغرام

وصلات خارجية

• Lipids, Membranes and Vesicle Trafficking - The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology
• Cell membrane protein extraction protocol
• Membrane homeostasis, tension regulation, mechanosensitive membrane exchange and membrane traffic
• 3D structures of proteins associated with plasma membrane of eukaryotic cells
• Lipid composition and proteins of some eukariotic membranes
• [1]