细胞膜

细胞膜是细胞的重要组成部分，提供细胞内和细胞外环境之间的分隔。它们由脂质、蛋白质和碳水化合物组成。

在本文中，我们将讨论细胞膜的主要功能、膜的组成以及部分细胞膜异常的临床状况。

作者：LadyofHats Mariana Ruiz [公共领域]，来自 Wikimedia Commons

图 1 – 细胞膜的结构

细胞膜的结构

干重的简化粗略指南如表 1 所示。

磷脂

膜双层含有多种磷脂分子，具有不同大小的头尾分子。

它们由一个头部分子、一个磷酸盐分子、一个甘油和两个脂肪酸链组成。

• 头基——这是一个极性基团，例如糖或胆碱，这意味着磷脂的头端是亲水性的。
• 2 条脂肪酸链的尾部– 通常由14-24 个 碳组成（但最常见的碳长度为 16 和 18）。如果该链含有顺式双键，则该链会扭结，从而减少膜的紧密堆积，从而增加其运动。由于尾部由脂肪酸组成，因此不与水形成氢键，因此具有疏水性和非极性。

因此，磷脂分子是两亲性的——既是亲水性的又是疏水性的。它们在水中自发形成双层，头部朝外，尾部朝内。

在双层中，磷脂的脂肪酸尾之间存在范德华力，亲水基团和水之间存在静电键和氢键。

胆固醇

胆固醇对于细胞的许多功能至关重要，其中非常重要的是，它是细胞膜的主要成分。

胆固醇本身由极性头、平面类固醇环和非极性烃尾组成。胆固醇在膜中很重要，因为它有助于在不同温度下维持细胞膜的稳定性和流动性。

胆固醇通过氢键与邻近的磷脂分子结合，因此在低温下会减少它们的堆积。总的来说，这意味着在低温下，当运动速率最低时，会保持流体相。

在高温下，胆固醇有助于阻止晶体结构的形成，而刚性的平面类固醇环可防止链内振动，从而使膜的流动性降低。

膜蛋白

如上表所示，典型的细胞膜由大约60% 的蛋白质组成。蛋白质的比例如此之高，因为它们在细胞内的几乎每个过程中都至关重要。膜蛋白的一些功能列表可能包括：

• 催化剂——酶。
• 转运体、泵和离子通道。
• 激素、局部介质和神经递质的受体。
• 能量转换器。

更活跃的细胞或细胞器（例如线粒体）往往含有更多的蛋白质，这再次表明功能决定结构。

作为细胞膜的一部分，蛋白质可以深深嵌入双层（整体）或与细胞表面（外周）结合。

细胞膜的功能

细胞膜对于我们体内所有细胞的正常功能至关重要。他们的主要职能包括：

• 在细胞周围和细胞内区室周围形成连续的、高度选择性的渗透屏障。
• 允许控制封闭的化学环境——对于维持离子梯度很重要。
• 通讯——与细胞外和细胞器外空间的通讯。
• 识别——包括信号分子、粘附蛋白和其他宿主细胞的识别（在免疫系统中非常重要）。
• 信号生成——响应刺激而产生膜电位变化。

在细胞中，膜的不同部分具有不同的功能，因此它们的结构是专门为此而设计的。这种专门化的一个例子可以在神经的不同部分中看到。轴突中的细胞膜专门用于导电，而神经末端专门用于突触，这意味着膜的成分不同。