Čo je membrána v oblečení? Zloženie a vlastnosti. Možnosti a výkonové charakteristiky membránového oblečenia Funkcie bunkovej membrány

Vlastnosti oblečenia pre aktívny šport pripomínajú čínske písmená. Čo sú „membrána“, „fleece“ a „gore-tex“? Prečo potrebujete termoprádlo? Ako sa spája „vodeodolnosť“ a priedušnosť vecí? "SE Extreme" odhaľuje tajomstvá oblečenia do snehu!

Máme šťastie, moderní ľudia! Snowboardujeme a lyžujeme, venujeme sa horolezectvu, ekoturistike, trekkingu a bohvie čo ešte, a na to všetko máme špeciálne oblečenie. Nie sú to len bundy a nohavice, ale aj spodná bielizeň, ponožky a topánky, ktorých vývoj zohľadňuje vlastnosti konkrétneho druhu činnosti. Máme k dispozícii membrány, páperové bundy, impregnácie, anatomické vešiaky na batohy - čo si len spomeniete. Vo všeobecnosti je u nás všetko v poriadku, niekedy sa dokonca sťažujeme: "Chcem trojvrstvovú bundu, nie dvojvrstvovú a jednu s vreckami!"

Ak sa obzriete späť a zamyslíte sa nad tým, ako ľudia kedysi zvládali rozmary prírody, ako chodili, zmokli v daždi a snehu a svoje bohatstvo nosili v „dedkovských“ ruksakoch, je to akési nepríjemné. Hoci niektorí si už nepamätajú, že okrem plátených búnd, vypchávok, svetrov a vlnených ponožiek nebolo nič. Ale napriek všetkým nepríjemnostiam ľudia vždy chodili do hôr, dobývali vrcholy a lyžovali. Mali jednu múdrosť: čím je chladnejšie, tým viac sa treba obliecť. Boli to silní ľudia, vytrvalí a nenároční.

Potom ich to však omrzelo a začal sa pokrok vo výrobe látok vhodných na aktívne vonkajšie použitie. Vývoj špeciálnych materiálov bol v plnom prúde: ľudia si začali lámať hlavu nad tým, ako urobiť látku čo najľahšou a najefektívnejšou, aby nepremokla, neprefúkla sa, aby hriala a odvádzala vlhkosť od tela. .

Medzi prvými, ktorí uspeli v biznise, boli Wilbert a Genevieve Goreovi, ktorí v roku 1958 založili spoločnosť Gore (W. L. Gore & Associates, Inc.). Wilbert (Bill) Gore pracoval pre DuPont 17 rokov, no potom sa život uberal inou cestou a zrodil sa súkromný podnik Gore. Počas nasledujúcich 12 rokov spoločnosť dosiahla takmer celosvetové uznanie a zaujala vedúce postavenie na trhu. Takto sa začala história odevnej membrány.

S ČÍM JEDETE MEMBRÁNU?

Skúsme teda prísť na to, čo je membrána (membránové tkanivo) a s čím sa konzumuje. Technicky je membrána niečo ako fólia špeciálnej štruktúry a membránová tkanina je záležitosť, v ktorej štruktúre sa táto veľmi špeciálna fólia nachádza. Existuje svetová klasifikácia, ktorá umožňuje rozdeliť všetky membránové tkanivá na niekoľko typov.

Štruktúra membrány môže byť neporézna, porézna alebo kombinovaná.

Neporézne membrány Fungujú na nasledujúcom princípe: telesné pary dopadajú na vnútornú stranu membrány, usadzujú sa na nej a aktívnou difúziou sa rýchlo presúvajú von. Výhodou neporéznych membrán je, že sú odolné, nevyžadujú starostlivú údržbu a správne fungujú v širokom rozsahu teplôt. Takéto membrány sa zvyčajne používajú v drahých a funkčných výrobkoch. Aké sú jeho nevýhody? Spočiatku sa môže zdať, že oblečenie je mokré, ale sú to presne tie isté výpary, ktoré sa hromadia vo vnútri veci. To znamená, že neporézne membrány začnú dýchať pomalšie, ale keď sa „zahrejú“, ich dýchacie vlastnosti sú niekedy lepšie ako porézne membrány.

Pórové membrány Fungujú na inom princípe: kvapky vody, ktoré padajú na membránovú tkaninu zvonku, nemôžu prejsť cez póry membrány vo vnútri, pretože tieto póry sú príliš malé. V dôsledku toho sa vonkajšia strana látky nenamočí.

Na druhej strane sa molekuly pary produkované potom voľne uvoľňujú z vnútra membránového tkaniva. Výsledkom je vodeodolná membránová tkanina na vonkajšej strane produktu a priedušné vlastnosti (odvádzajúce paru) na vnútornej strane. Výhodou pórových membrán je, že začnú „rýchlo“ dýchať: odvádzajú výpary hneď, ako sa začnete potiť. Aké sú nevýhody? Táto membrána „zomiera“ pomerne rýchlo, to znamená, že stráca svoje vlastnosti. Pri nesprávnom praní (najmä pri odstreďovaní!) sa upchávajú póry membrány, čo výrazne znižuje priedušnosť - bunda môže začať „vytekať“. Táto nevýhoda sa môže objaviť, ak nie ste práve fanúšikom starostlivosti o svoje veci.

Kombinácia membrán: Vrchná látka je zvnútra pokrytá pórovou membránou a na vrchnej strane pórovej membrány je ďalší záter: neporézna polyuretánová membrána. Táto tkanina kombinuje všetky výhody poréznych a neporéznych membrán, pričom sa vyhýba ich nevýhodám, akési „dva v jednom“. Špičková technológia má však vysokú cenu. Z tohto dôvodu len veľmi málo spoločností používa túto membránu vo svojich produktoch.

Okrem vyššie opísaného rozdelenia je rozdiel v prevedení samotného materiálu. Membránové tkaniny sa podľa dizajnu delia na dvojvrstvové, trojvrstvové a takzvané „dva a pol“ vrstvy. Tieto slová zrejme poznajú snowboardisti a lyžiari, ako aj ľudia, ktorí trávia veľa času na horách.

Dvojvrstvová tkanina- ide o látku, na ktorej je z rubovej strany špeciálne nanesená membrána (zvyčajne biela, ale môže byť priehľadná alebo s iným farbivom). Vo výrobkoch sa táto látka používa vždy s podšívkou, pretože poskytuje dostatočnú ochranu membrány pred upchaním a mechanickým poškodením.

Trojvrstvová tkanina zvnútra von vyzerá ako jemná sieťovina. V podstate ide o vrchnú látku plus membránu, plus pletenú sieťovinu, zlepenú do jednej štruktúry špeciálnou technológiou laminácie. Pletená sieťovina na rubovej strane chráni membránu pred mechanickým poškodením aj zanesením. Najdôležitejšia vec: v trojvrstvových výrobkoch sa eliminuje použitie podšívky - zostáva jedna „handra“, v ktorej sa zhromažďujú všetky tri zložky. V dôsledku toho máme: megaľahkú tkaninu, ktorá neobmedzuje pohyb, malý objem produktu a maximálnu funkčnosť. Kombinácia týchto vynikajúcich vlastností vysvetľuje vysoké náklady na výrobky vyrobené z trojvrstvovej tkaniny.

"Dva a pol" vrstvová membránová tkanina- Toto je nový produkt na trhu moderného oblečenia. Neznie to veľmi rusky, ale správne to vyjadruje význam technológie. Spravidla ide o obyčajnú dvojvrstvovú membránovú tkaninu, zvnútra potiahnutú akýmsi ochranným povlakom (penový ochranný povlak vo forme pupienkov, len pletených pupienkov atď.), ktorý je určený na vykonávanie funkcie tretieho chráni membránu. Takéto bundy sú čo najľahšie - nepotrebujú podšívku a hmotnosť ochrany je oveľa nižšia ako hmotnosť trojvrstvových materiálov. Ale, ako môžete hádať, výrobky vyrobené z tejto látky nie sú v žiadnom prípade lacné.

Mimochodom, GoreTex, ktorý sme už spomenuli a ktorým sme začali našu diskusiu na túto tému, je len patentovaný názov pre membránu určitej štruktúry. Po dlhú dobu bola spoločnosť prakticky monopolom na trhu s extrémnym oblečením, ale teraz mnohé uznávané a známe spoločnosti vyrábajú nemenej rešpektované membránové tkaniny. Napríklad Toray (Japonsko) (Dermizax, Entrant HB), Event (USA, vyrobené v Japonsku), Unitika (Japonsko). Ide o lídrov v oblasti technológií výroby membránových látok, ktoré pri svojej výrobe využívajú popredné svetové značky vyrábajúce oblečenie a obuv pre outdoorové aktivity a šport.

Pri kúpe nohavíc a búnd na outdoorové aktivity si musíte všímať ešte dva dôležité parametre – nepremokavosť a priedušnosť látok.

Vodeodolný- to je, zhruba povedané, tlak vodného stĺpca, ktorý daná látka vydrží. Kus látky sa vloží do špeciálneho stroja, natiahne sa a nasmeruje sa naň stĺpec tlakovej vody. Tlak sa postupne zvyšuje a sledujte, v akom bode sa na zadnej strane látky objavia kvapky.

Indikátory: 20 000 znamená, že látka nepremoká v búrkových podmienkach (silný vietor, šikmý silný dážď, sneh); 10 000 - tkanina odolá silnému dažďu; asi 5 000 - slabý dážď a sneženie; okolo 3000 - mrholenie a slabý mokrý sneh.

Priedušnosť závisí od množstva pary, ktoré látka prepustí za určité časové obdobie (v súčasnosti akceptovaná jednotka merania je „X gramov na meter štvorcový látky za 24 hodín“). Kus látky sa tiež vloží do špeciálneho stroja, kde sa simuluje odparovanie a po 24 hodinách vidia, koľko vlhkosti látka „odstránila“. To znamená, že čím vyššie číslo, tým väčšie množstvo odvedenej vlhkosti. Napríklad pri drahých a kvalitných výrobkoch je vodeodolnosť zvyčajne minimálne 20 000 mm vodného stĺpca a priedušnosť minimálne 8 000 g/m2. m./deň. Membrána strednej úrovne má zvyčajne charakteristiky 8 000 mm/5 000 g/sq. m/deň alebo tak.

Základná úroveň je zvyčajne 3 000 mm/3 000 g/sq. m/deň, hoci vo výrobkoch vyrobených z tohto typu tkaniny nie sú charakteristiky membrány dostatočne vysoké a dajú sa dobre kombinovať s prítomnosťou veľkého počtu ventilačných otvorov, ktoré umožňujú regulovať teplotu vo vnútri výrobku.

Na zabezpečenie dodatočnej ochrany pred vonkajšou vlhkosťou existuje taká vec ako DWR povlak. Ak na látku ošetrenú DWR nalejete trochu vody, kvapôčky neabsorbujú, ale ležia na látke a stáčajú sa do guľôčok! To je výsledok DWR (Durable Water Repellence) - záteru, ktorý nedovolí vode prejsť ani cez vrchnú vrstvu látky (teda vstrebať sa do nej). DWR však nie je trvanlivé (nanáša sa pri výrobe oblečenia) a časom zmizne (vyperie sa). Takže v budúcnosti sa počas používania a kontaktu s vodou môžu na tkanine objaviť mokré škvrny. To neznamená, že sa produkt namočí, pretože membrána stále neprepustí vodu, ale môže sa vyskytnúť určité nepohodlie. Výsledná vrstva vody na vrchu nedovolí membráne fungovať, bez ohľadu na to, aká je „chladná“. V tomto prípade môžu membrány pórov dovoliť vode preniknúť do produktu. Ako sa s tým vysporiadať? Špeciálne vyvinuté produkty s práve touto vrstvou DWR (napríklad NIKWAX), ktoré sa predávajú v obchodoch s oblečením pre extrémne športy, vám pomôžu vyhnúť sa úmrtiu na DWR. Ak po praní (alebo častejšie) nanesiete na látku napríklad NIKWAX alebo iný podobný prípravok, prípravok vydrží určite dlhšie, ako keby ste to neurobili.

Po takom množstve informácií je namieste logická otázka: „Ako sa starať o membránové oblečenie?“ Povedzme si hneď, že membránové oblečenie treba prať, ale nie tak ako bežné. Nepoužívajte pracie prášky s bielidlami a inými agresívnymi látkami – upchávajú a ničia póry. Nemôžete použiť strojové odstreďovanie - to poškodí membránu, pretože odstreďovanie poruší jej jemnú štruktúru. Nečistite chemicky ani nepoužívajte bielidlo. Nežehliť - syntetická tkanina zvršku sa roztopí a membrána sa poškodí! Oblečenie môžete prať ručne so špeciálnymi prostriedkami na pranie membránových látok (opäť NIKWAX); Ak nie je prípravok príliš znečistený, môžete ho umyť obyčajným mydlom a obzvlášť znečistené miesta pretrieť kefou. Môžete nechať uschnúť na linke. DWR je možné aplikovať na suchý predmet pomocou rozprašovača. Chcel by som poznamenať, že impregnácia DWR by sa mala aplikovať iba na čisté veci, pretože ak nanesiete impregnáciu na špinavý materiál, nedosiahnete vodoodpudivý efekt. Špeciálne pracie prostriedky musia mať na obale nápis – „povolené pre membránové tkaniny“! To sú všetky hlavné tajomstvá.

Všetko spomenuté vo veľkej miere platí pre vrchnú vrstvu oblečenia. Je čas povedať si pár slov o strednej, čiže spodnej vrstve a o tom, s akými materiálmi, tkaninami a záludnými pojmami sa môžeme pri výbere takýchto produktov stretnúť.

Najprv si povedzme o fleece. Fleece- ide o veľkú skupinu látok, ktoré sa vyrábajú nasledujúcim spôsobom: na pomerne pevnú tkanú podložku sa strojom naviažu uzly, potom ich ďalší stroj pretrhne a získa sa vlas, ktorý sa priviaže k podložke. Musíme priznať, že mnohí ľudia sú často zmätení pojmami „fleece“ a Polartec. Dovoľte nám vyjasniť vaše pochybnosti: Polartec je len fleecová značka. To znamená, že vysoko kvalitný fleece od Malden Mills sa nazýva Polartec. To je všetka múdrosť.

Prečo sa fleece odporúča na aktívne športy? Medzi vlasom (z ktorého sa vlastne rúno vyrába) sa udrží vrstva vzduchu, ktorá, ako je známe, je najlepším tepelným izolantom. Okrem toho, na rozdiel od prírodných tkanín (ako je bavlna), dobrý fleece nehromadí vlhkosť, ale pri prehriatí poskytuje potrebné vetranie a odvádza kondenzát vonku. To je jeden z hlavných dôvodov, prečo sa pri aktívnej lyžovačke, najmä v horách, odporúča nosiť „flísovú bundu“ – dobrý fleece znamená teplo, sucho a pohodlie. Ale pozor: fleece bude takto fungovať len vtedy, ak si pod neho oblečiete termoprádlo a nie obľúbené bavlnené tričko, ktoré pri všetkej svojej kráse, žiaľ, neodvádza vlhkosť a hneď premokne.

Fleece tiež prichádzajú v membránových a nemembránových odrodách. Pri bezmembránových je všetko jasné – v štruktúre látky nie je žiadna membrána. Membránové rúno sa skladá z troch vrstiev „zlepených“ do jednej.

Membránové rúna

1. Soft Shell.Štruktúra: zvršok - odolná tkanina, ktorá neabsorbuje vlhkosť a je odolná voči opotrebovaniu; stredná vrstva - membrána; spodok - fleece. V niektorých prípadoch môže membrána chýbať v štruktúre látky, pretože v fleecových látkach nie je v žiadnom prípade hlavnou zložkou. Vetruodolnosť je dosiahnutá špeciálnym tesným tkaním.

2. Veterný blok(ochrana pred vetrom). Zloženie: vrchná vrstva - upravená fleecová látka (antipilling, DWR), stredná vrstva - membrána (niekedy sa namiesto membrány používa pena), spodná vrstva - fleece fleece, ktorý zbiera vlhkosť a odvádza ju od tela.

Bezmembránové rúna

1. Bezmembránový Softshell- Ide v podstate o „sendvič“, dva druhy látky zlepené dohromady. Zvršok poskytuje odolnosť proti oderu a roztrhnutiu a ten, ktorý je bližšie k telu, zahreje a rýchlo absorbuje odparovanie.

2. Polartec Thermal Pro- Jedná sa o teplý, ľahký, vlhkosť odpudzujúci materiál, ktorý sa skladá z dvoch vrstiev. Exteriér odolný voči oderu chráni pred vetrom a miernym dažďom, zatiaľ čo mäkký, vlnený vnútro poskytuje maximálnu izoláciu. V tomto prípade je vlhkosť z tela voľne odvádzaná von. Thermal Pro je vyrobený z polyesterových vlákien a je veľmi odolný a rýchlo schne. Na rozdiel od mnohých vlnených látok si materiál zachováva svoje tepelno-izolačné vlastnosti a po opakovanom praní sa „neroluje“.

3. Polartec Wind Pro—materiál s hustejšou štruktúrou ako Thermal Pro, so zvýšenou ochranou proti vetru.

4. Polartec 200 a rúno podobnej kvality od iných výrobcov- mäkký a takmer beztiažový materiál. Má výborné tepelnoizolačné vlastnosti. Na rozdiel od prírodných tkanín sa nehromadí, ale odvádza prebytočnú vlhkosť z tela. Z hľadiska tepelných vlastností na gram materiálu je Polartec 200 dvakrát lepší ako ovčia vlna a viac ako trikrát lepší ako bavlna.

Po zvážení všetkých vyššie uvedených skutočností môžeme zdôrazniť hlavné vlastnosti vysokokvalitného rúna:

• Dlhá životnosť (dlho si zachováva svoje tepelno-izolačné vlastnosti).
• Vďaka špeciálnemu náteru proti žmolkovaniu sa vlas ani po opakovanom praní nekotúľa do nenávidených peliet.
• Fleece sa nekrčí a má príjemnú štruktúru na dotyk.

Fleece, rovnako ako vrchné oblečenie (napríklad na jazdenie), tiež vyžaduje špeciálnu starostlivosť. Dá sa (a treba!) prať - ručne alebo v práčke. Ak ručne, potom použite bežné mydlo v teplej vode s teplotou nepresahujúcou 40 stupňov. Ak v práčke, potom pri rovnakej teplote v režime „jemné pranie pre syntetické tkaniny“. Flísové oblečenie vydrží dlhšie, ak ho vyperiete so špeciálnymi šetrnými pracími prostriedkami a následne opláchnete v roztoku, ktorý obnoví vodoodpudivé vlastnosti (napríklad Nikwax Polar Proof). Fleece sa nedá žehliť ani sušiť v práčke ani na radiátore. Zaveste na šnúrku alebo na vešiak - oblečenie uschne a zachová si decentný vzhľad.

Ako sa dá všetko spomenuté aplikovať v bežnom živote a na čo to všetko slúži? Ak snowboardujete a lyžujete, určite viete, že lyžiarske podmienky na horách a v meste sú vždy iné. „Kapustová“ verzia oblečenia sa považuje za klasiku. Prvá vrstva: termoprádlo (špeciálne priliehavé mikiny a tepláky) + ponožky na korčuľovanie (nie obyčajné vlnené). Druhá vrstva je fleece, tretia vrchné oblečenie (nohavice-bunda alebo overal) plus čiapka/prilba, palčiaky/rukavice. V závislosti od počasia sa výber môže líšiť. Ide o to, že všetky technológie odvodu potu fungujú len spolu a ak si pod membránovú bundu oblečiete sveter a obľúbené tričko, tak vám membrána bude nanič. A keď je všetko správne, potom sú všetci v suchu a pohodlí. Čo ešte človek potrebuje?

A trochu o peniazoch: ako sme už povedali, dobrá kvalita si vyžaduje dobrú investíciu. Ak nie ste pripravení minúť hneď značnú sumu za oblečenie, začnite s menšou – kupujte veci po častiach. Napríklad na začiatku sezóny si kúpte termoprádlo, potom fleece a potom „márnite“ na membránové veci. Oblečte sa správne a nebuďte chladní!

Aké ďalšie nápisy sa môžu objaviť na etikete? Rip Stop je názov spôsobu tkania látky, ktorá svojou štruktúrou pripomína sieťku alebo plást. To znamená, že táto textúra využíva tenké aj hrubé nite, čo umožňuje vyrábať odolný a zároveň ľahký materiál. Keprová väzba je hladký materiál, ktorý je príjemný na dotyk a má vynikajúce pevnostné vlastnosti. Resist Techno Soft Shell- materiál patriaci do triedy membránového rúna. Najnovšie slovo v oblasti high-tech tkanín zo série Softshell - Resist Techno Soft Shell je úplne nový materiál, ktorý poskytuje pohodlie pri jazde a aktívnych športoch a skvele drží teplo. Tento fleece navyše v skutočnosti funguje ako termoprádlo – aktívne odvádza odparovanie pri intenzívnej záťaži a udržuje teplo. Tkanina Veterný blok- kombinuje tepelno-izolačné a priedušné vlastnosti fleecu a odolnosť vonkajšej vrstvy proti vetru a vlhkosti. Vonkajší povrch membrány blokuje vietor; Vnútorná vrstva látky odvádza prebytočnú vlhkosť.

Vonkajšia časť bunky je pokrytá plazmatickou membránou (alebo vonkajšou bunkovou membránou) s hrúbkou asi 6-10 nm.

Bunková membrána je hustý film proteínov a lipidov (hlavne fosfolipidov). Molekuly lipidov sú usporiadané usporiadaným spôsobom - kolmo na povrch, v dvoch vrstvách tak, že ich časti, ktoré intenzívne interagujú s vodou (hydrofilné), smerujú smerom von a ich časti inertné voči vode (hydrofóbne) smerujú dovnútra.

Proteínové molekuly sú umiestnené v nespojitej vrstve na povrchu lipidového rámca na oboch stranách. Niektoré z nich sú ponorené do lipidovej vrstvy a niektoré ňou prechádzajú a vytvárajú oblasti priepustné pre vodu. Tieto proteíny plnia rôzne funkcie – niektoré z nich sú enzýmy, iné sú transportné proteíny podieľajúce sa na prenose určitých látok z prostredia do cytoplazmy a v opačnom smere.

Základné funkcie bunkovej membrány

Jednou z hlavných vlastností biologických membrán je selektívna permeabilita (semipermeabilita)- niektoré látky cez ne prechádzajú ťažko, iné ľahko až k vyšším koncentráciám.Pre väčšinu buniek je teda koncentrácia iónov Na vnútri výrazne nižšia ako v prostredí. Pre ióny K je typický opačný vzťah: ich koncentrácia vo vnútri bunky je vyššia ako vonku. Preto ióny Na majú vždy tendenciu prenikať do bunky a ióny K majú vždy tendenciu vystupovať. Vyrovnaniu koncentrácií týchto iónov bráni prítomnosť špeciálneho systému v membráne, ktorý hrá úlohu pumpy, ktorá pumpuje Na ióny von z bunky a súčasne pumpuje K ióny dovnútra.

Tendencia Na iónov pohybovať sa zvonku dovnútra sa využíva na transport cukrov a aminokyselín do bunky. Aktívnym odstraňovaním iónov Na z bunky sa vytvárajú podmienky pre vstup glukózy a aminokyselín do bunky.

V mnohých bunkách sú látky absorbované aj fagocytózou a pinocytózou. O fagocytóza pružná vonkajšia membrána tvorí malú priehlbinu, do ktorej zachytená častica padá. Toto vybranie sa zväčšuje a častica je obklopená časťou vonkajšej membrány a je ponorená do cytoplazmy bunky. Fenomén fagocytózy je charakteristický pre améby a niektoré ďalšie prvoky, ako aj leukocyty (fagocyty). Podobným spôsobom bunky absorbujú tekutiny obsahujúce látky potrebné pre bunku. Tento jav bol tzv pinocytóza.

Vonkajšie membrány rôznych buniek sa výrazne líšia tak v chemickom zložení ich proteínov a lipidov, ako aj v ich relatívnom obsahu. Práve tieto vlastnosti určujú rozmanitosť fyziologickej aktivity membrán rôznych buniek a ich úlohu v živote buniek a tkanív.

Endoplazmatické retikulum bunky je spojené s vonkajšou membránou. Pomocou vonkajších membrán sa uskutočňujú rôzne typy medzibunkových kontaktov, t.j. komunikácia medzi jednotlivými bunkami.

Mnoho typov buniek sa vyznačuje prítomnosťou veľkého počtu výbežkov, záhybov a mikroklkov na ich povrchu. Prispievajú jednak k výraznému zväčšeniu povrchu buniek a zlepšeniu metabolizmu, ako aj k pevnejšiemu prepojeniu medzi jednotlivými bunkami navzájom.

Rastlinné bunky majú na vonkajšej strane bunkovej membrány hrubé membrány, dobre viditeľné pod optickým mikroskopom, pozostávajúce z vlákna (celulózy). Vytvárajú silnú oporu pre rastlinné pletivá (drevo).

Niektoré živočíšne bunky majú tiež množstvo vonkajších štruktúr umiestnených na vrchnej časti bunkovej membrány a majú ochranný charakter. Príkladom je chitín integumentárnych buniek hmyzu.

Funkcie bunkovej membrány (stručne)

Moderný svet ponúka obrovský výber najnovších technológií a vývoja v rôznych oblastiach a často tieto inovácie môžu nájsť uplatnenie v úplne iných oblastiach.
Jedným z takýchto príkladov je membrána - materiál, ktorý pôvodne používali len výrobcovia oblečenia a vybavenia pre turistov, športovcov, teda pre tých, ktorí riešia extrémne poveternostné podmienky, ťažkú ​​fyzickú aktivitu a potrebujú vybavenie s určitými vlastnosťami.
A dnes sú membránové tkaniny široko používané v ľahkom priemysle na šitie bežného vrchného oblečenia, vrátane detského.

Typy membrán

Čo je to membrána? Membrána je high-tech materiál, ktorý je vysoko vodeodolný a zároveň si zachováva schopnosť „dýchať“. Existujú dva typy membrán: hydroporézne a hydrofilné.

Hydroporézne membrány majú veľa mikroskopických otvorov, nazývaných póry. Póry sú mnohonásobne menšie ako kvapka vody, takže dovnútra nemôže preniknúť vlhkosť. A súčasne molekuly vody vo forme pary voľne vystupujú cez membránu.

Membrány tohto typu sú citlivé na nečistoty, ktoré jednoducho upchávajú póry a časom sa môžu upchať, čo negatívne ovplyvňuje ich vlastnosti. Ale takéto membrány dýchajú lepšie ako iné.

Hydrofilné membrány sú tkaniny, na ktoré je tepelne nanesená fólia, ktorá neprepúšťa vodu. Látka zároveň zostáva priedušná, pretože vďaka voľným chemickým väzbám sa molekuly vyparujúcej sa vlhkosti prenášajú akoby na bežiacom páse z vnútornej strany fólie smerom von. Nečistoty a cudzie látky na takejto membráne neovplyvňujú jej paropriepustnosť, priedušnosť a hydroizolačnú schopnosť.

Starostlivosť o hydrofilné membrány je jednoduchšia, ale ich paropriepustnosť je nižšia ako u hydroporéznych membrán.

Ako fungujú membrány v praxi?

Je dôležité, aby sme sa v ich oblečení cítili pohodlne my a najmä naše deti. Keď hovoríme o pohodlí, máme na mysli mikroklímu – tenkú vrstvu vzduchu medzi pokožkou a oblečením. Nám vyhovuje, keď je teplota tejto vrstvy približne 32-34 stupňov a relatívna vlhkosť 40-60%. Akékoľvek odchýlky sú viditeľné.

Mikroklímu môžu ovplyvniť rôzne faktory: poveternostné podmienky, vlastnosti oblečenia, fyzická aktivita.

"Studený vietor, prenikajúci cez oblečenie, vytláča vrstvu teplého vzduchu okolo pokožky. Oblečenie vyrobené z membránových tkanín je vetruvzdorné a táto vlastnosť vám umožňuje zostať vonku pri mínusových teplotách dlhší čas a nezmrznúť.

Počas fyzickej aktivity naše telo uvoľňuje vlhkosť, jednoducho potením. Ak sa táto vlhkosť neodstráni včas, pokryje pokožku filmom a začne sa ochladzovať v pokoji a zahrieva sa počas aktívneho pohybu, čo spôsobuje nepohodlie. Membrána nedovolí, aby sa vlhkosť zdržiavala vo vnútri oblečenia, ale odvádza odparovanie von, zaisťuje správnu mikrocirkuláciu a udržiava požadovanú vlhkosť a teplotu.

Membrána vám teda umožňuje čo najviac zachovať zvyčajnú mikroklímu, konkrétne teplotu asi 33 stupňov a vlhkosť asi 50% - nezmenené. Bez ohľadu na vonkajšiu teplotu a úroveň fyzickej aktivity. Preto sa v horúcom aj chladnom počasí cítime pohodlne v membránovom oblečení.

Ako nosiť membránu?

Pre normálnu prevádzku membrány je potrebné dodržiavať nasledujúce pravidlá:

1. Oblečenie pod membránou by mali byť vyrobené zo syntetických alebo zmesových vlákien (obsah syntetických látok aspoň 10-20%) alebo vlny. Pamätáme si, že prebytočnú vlhkosť treba z tela odviesť a napríklad 100-percentná bavlna je hygroskopická, saje pot, čo spôsobuje podchladenie. Nohavičky môžete nechať v bavlne.
2. Vrstvenie: prvá vrstva je spodná bielizeň, druhá vrstva je izolácia, tretia vrstva je samotné membránové oblečenie. Spodná bielizeň, ako sme už zistili, by mala byť vyrobená zo syntetiky alebo s prídavkom syntetiky. Môže to byť špeciálne termoprádlo alebo len rolák a pančuchy. Povolené je aj spodné prádlo vyrobené zo 100-percentnej vlny – pre milovníkov prírodných tkanín sú už našťastie na trhu dostupné výrobky z jemnej, nepichavej vlny.
   Izolácia: pri teplote mínus 5-10 stupňov sa začneme izolovať, môže to byť kombinéza vyrobená z vlny alebo fleece. Membránové oblečenie: súprava alebo kombinéza. Všetky!
3. Fyzická aktivita: Membrána pracuje v pohybe. Ak sa venujete zimným športom alebo len aktívne chodíte, potom je membrána vašou voľbou. Kupovať membránové oblečenie pre deti, ktoré väčšinu prechádzok trávia spánkom v kočíku, je asi predčasné. Vhodnejšia je pre nich páperová bunda alebo oblečenie s inou izoláciou.

Výhody membrány

Membránové oblečenie má množstvo výhod.

Ona udržuje stálu optimálnu teplotu približne 33 stupňov, takže sa nemusíte báť, že sa dieťa prehreje alebo zamrzne. Navyše táto teplota nezávisí od toho, koľko stupňov je vo vonkajšom prostredí - mínus 20 na ulici alebo plus 15 v aute. Do nákupného centra či polikliniky môžete vstúpiť bez strachu, stačí si zložiť klobúk.

Membránové oblečenie nevolumetrický vďaka svojim vlastnostiam a použitiu moderných izolačných materiálov. Ak predtým bolo pre deti v kožuchoch a bavlnených nohaviciach ťažké pohybovať sa na ulici, teraz sa môžu ľahko pohybovať a aktívne objavovať svet okolo seba aj tí, ktorí sa len nedávno naučili chodiť.

Membránové oblečenie svetlo. Platí to ako pre samotné deti, tak aj pre matky, ktoré často dvíhajú deti na ruky.

Stačí jedna sada oblečenia, aj keď je vonku blato a mláky. Po prvé, máte istotu, že ak vaše dieťa spadne do mláky, zostane vďaka vodeodolnej membráne v suchu. A po druhé, keď prídete domov, stačí zašpinené oblečenie vyprať pod tečúcou vodou, v prípade potreby utrieť špongiou a zavesiť, aby uschlo. Membrána veľmi rýchlo schne. Výrobcovia membránového oblečenia, najmä Luhta, navyše navrhujú produkty tak, aby oblasti najviac náchylné na znečistenie (spodok nohavíc, kolená, kríže) boli vyrobené z látky tmavej farby.

Starostlivosť o membrány

Starostlivosť o membránu nie je náročná, hlavnou vecou je dodržiavať jednoduché pravidlá.

• Aby vaše oblečenie dlho vydržalo, pri praní a sušení sa v prvom rade riaďte pokynmi priloženými k výrobku.
• Membránu perte buď ručne alebo v práčke na jemnom cykle pri 30 stupňoch. Používajte špeciálne prípravky na membránové oblečenie alebo akékoľvek tekuté.
• Silné škvrny je možné najskôr umyť pod tečúcou vodou trením špongiou.
• Pred praním v práčke skontrolujte vrecká, zapnite zipsy a otočte vec na ruby.
• Membrána sa premyje bez predbežného namáčania.
• Nepoužívajte oplachovacie kondicionéry.
• Po vypraní sa výrobok ručne žmýka bez krútenia. Dovoľme odstreďovanie v práčke na najnižšiu rýchlosť.
• Oblečenie by sa malo sušiť naplocho pri izbovej teplote (v žiadnom prípade nesušte membránové oblečenie na radiátore!).

Príroda vytvorila mnoho organizmov a buniek, ale napriek tomu je štruktúra a väčšina funkcií biologických membrán rovnaká, čo umožňuje skúmať ich štruktúru a študovať ich kľúčové vlastnosti bez väzby na konkrétny typ bunky.

Čo je to membrána?

Membrány sú ochranným prvkom, ktorý je neoddeliteľnou súčasťou bunky každého živého organizmu.

Štrukturálna a funkčná jednotka všetkých živých organizmov na planéte je bunka. Jeho životná činnosť je neoddeliteľne spojená s prostredím, s ktorým si vymieňa energiu, informácie a hmotu. Nutričná energia potrebná pre fungovanie bunky teda prichádza zvonka a je vynaložená na jej rôzne funkcie.

Štruktúra najjednoduchšej štruktúrnej jednotky živého organizmu: membrána organel, rôzne inklúzie. Je obklopený membránou, vo vnútri ktorej sa nachádza jadro a všetky organely. Sú to mitochondrie, lyzozómy, ribozómy, endoplazmatické retikulum. Každý konštrukčný prvok má svoju vlastnú membránu.

Úloha v bunkovej aktivite

Biologická membrána hrá kľúčovú úlohu v štruktúre a fungovaní elementárneho živého systému. Iba bunka obklopená ochranným obalom môže byť právom nazývaná organizmom. Proces, ako je metabolizmus, sa tiež uskutočňuje v dôsledku prítomnosti membrány. Ak je narušená jeho štrukturálna integrita, vedie to k zmene funkčného stavu tela ako celku.

Bunková membrána a jej funkcie

Oddeľuje cytoplazmu bunky od vonkajšieho prostredia alebo od membrány. Bunková membrána zabezpečuje správny výkon špecifických funkcií, špecifickosť medzibunkových kontaktov a imunitných prejavov a udržiava transmembránový rozdiel elektrického potenciálu. Obsahuje receptory, ktoré dokážu vnímať chemické signály – hormóny, mediátory a ďalšie biologicky aktívne zložky. Tieto receptory jej dávajú ďalšiu schopnosť – meniť metabolickú aktivitu bunky.

Funkcie membrán:

1. Aktívny prenos látok.

2. Pasívny prenos látok:

2.1. Difúzia je jednoduchá.

2.2. Prenos cez póry.

2.3. Transport sa uskutočňuje difúziou nosiča spolu s membránovou látkou alebo prenosom látky pozdĺž molekulárneho reťazca nosiča.

3. Prenos neelektrolytov vďaka jednoduchej a uľahčenej difúzii.

Štruktúra bunkovej membrány

Zložkami bunkovej membrány sú lipidy a proteíny.

Lipidy: fosfolipidy, fosfatidyletanolamín, sfingomyelín, fosfatidylinozitol a fosfatidylserín, glykolipidy. Podiel lipidov je 40-90%.

Proteíny: periférne, integrálne (glykoproteíny), spektrín, aktín, cytoskelet.

Hlavným štruktúrnym prvkom je dvojitá vrstva fosfolipidových molekúl.

Strešná membrána: definícia a typológia

Nejaké štatistiky. Na území Ruskej federácie sa membrána ešte nedávno používala ako strešná krytina. Podiel membránových striech z celkového počtu mäkkých strešných dosiek je len 1,5 %. Bitúmenové a tmelové strechy sa v Rusku rozšírili. Ale v západnej Európe je podiel membránových striech 87%. Rozdiel je badateľný.

Membrána ako hlavný materiál pri pokrývaní strechy je spravidla ideálna pre ploché strechy. Pre tých s veľkým sklonom je to menej vhodné.

Objemy výroby a predaja membránových krytín na domácom trhu majú pozitívny trend rastu. prečo? Dôvody sú viac než jasné:

• Životnosť je cca 60 rokov. Len si predstavte, že len záručná doba používania, ktorú stanovuje výrobca, dosahuje 20 rokov.
• Jednoduchá inštalácia. Pre porovnanie: inštalácia bitúmenovej strechy trvá 1,5-krát dlhšie ako inštalácia membránovej strechy.
• Jednoduchosť údržby a opravy.

Hrúbka strešných fólií môže byť 0,8-2 mm a priemerná hmotnosť jedného štvorcového metra je 1,3 kg.

Vlastnosti strešných fólií:

• elasticita;
• pevnosť;
• odolnosť voči ultrafialovému žiareniu a inému agresívnemu prostrediu;
• mrazuvzdornosť;
• požiarna odolnosť.

Existujú tri typy strešných membrán. Hlavným klasifikačným znakom je typ polymérneho materiálu, ktorý tvorí základ plátna. Takže strešné membrány sú:

• patriace do skupiny EPDM, sú vyrobené na báze polymerizovaného etylén-propylén-diénového monoméru, alebo jednoducho povedané, Výhody: vysoká pevnosť, elasticita, vodeodolnosť, šetrnosť k životnému prostrediu, nízka cena. Nevýhody: technológia lepenia na spájanie plechov pomocou špeciálnej pásky, nízka pevnosť spojov. Rozsah použitia: používa sa ako hydroizolačný materiál pre podlahy tunelov, vodné zdroje, zariadenia na skladovanie odpadu, umelé a prírodné nádrže atď.
• PVC membrány. Ide o škrupiny, pri výrobe ktorých sa ako hlavný materiál používa polyvinylchlorid. Výhody: UV odolnosť, požiarna odolnosť, široká škála farieb membránových látok. Nevýhody: nízka odolnosť voči bitúmenovým materiálom, olejom, rozpúšťadlám; uvoľňuje škodlivé látky do atmosféry; Farba plátna časom vybledne.
• TPO. Vyrobené z termoplastických olefínov. Môžu byť vystužené alebo nevystužené. Prvé sú vybavené polyesterovou sieťovinou alebo tkaninou zo sklenených vlákien. Výhody: šetrnosť k životnému prostrediu, trvanlivosť, vysoká elasticita, teplotná odolnosť (pri vysokých aj nízkych teplotách), zvarové spoje švov tkaniny. Nevýhody: vysoká cenová kategória, nedostatok výrobcov na domácom trhu.

Profilovaná membrána: vlastnosti, funkcie a výhody

Profilované membrány sú novinkou na stavebnom trhu. Táto membrána sa používa ako hydroizolačný materiál.

Látka používaná pri výrobe je polyetylén. Ten sa dodáva v dvoch typoch: polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) a polyetylén s nízkou hustotou (LDPE).

Profilovaná membrána z vysokotlakového polyetylénu má špeciálny povrch - duté pupienky. Výška týchto útvarov sa môže meniť od 7 do 20 mm. Vnútorný povrch membrány je hladký. To umožňuje bezproblémové ohýbanie stavebných materiálov.

Zmena tvaru jednotlivých častí membrány je vylúčená, pretože tlak je rozložený rovnomerne po celej jej ploche v dôsledku prítomnosti rovnakých výstupkov. Geomembránu možno použiť ako izoláciu vetrania. V tomto prípade je zabezpečená voľná výmena tepla vo vnútri budovy.

Výhody profilovaných membrán:

• zvýšená pevnosť;
• tepelná odolnosť;
• odolnosť voči chemickým a biologickým vplyvom;
• dlhá životnosť (viac ako 50 rokov);
• jednoduchosť inštalácie a údržby;
• priaznivá cena.

Profilované membrány sa dodávajú v troch typoch:

• s jednovrstvovou tkaninou;
• s dvojvrstvovou tkaninou = geotextília + drenážna membrána;
• s trojvrstvovou tkaninou = šmykľavý povrch + geotextília + drenážna membrána.

Na ochranu hlavnej hydroizolácie, montáže a demontáže betónovej prípravy stien s vysokou vlhkosťou sa používa jednovrstvová profilovaná membrána. Pri montáži sa používa dvojvrstvová ochranná, trojvrstvová ochranná na pôdu náchylnú na mrazy a na hlbokú pôdu.

Oblasti použitia drenážnych membrán

Profilovaná membrána nachádza uplatnenie v nasledujúcich oblastiach:

1. Základná hydroizolácia základov. Poskytuje spoľahlivú ochranu pred deštruktívnym vplyvom podzemnej vody, koreňového systému rastlín, poklesom pôdy a mechanickým poškodením.
2. Drenáž základovej steny. Neutralizuje účinky podzemných vôd a atmosférických zrážok ich transportom do drenážnych systémov.
3. Horizontálny typ - ochrana proti deformácii v dôsledku konštrukčných vlastností.
4. Podobne ako pri príprave betónu. Používa sa v prípade stavebných prác na výstavbe budov v oblasti nízkej podzemnej vody, v prípadoch, keď sa na ochranu pred kapilárnou vlhkosťou používa vodorovná hydroizolácia. Funkcie profilovanej membrány tiež zahŕňajú zabránenie prechodu cementového mlieka do zeme.
5. Vetranie povrchov stien s vysokou vlhkosťou. Môže byť inštalovaný vo vnútri aj vonku v miestnosti. V prvom prípade sa aktivuje cirkulácia vzduchu a v druhom je zabezpečená optimálna vlhkosť a teplota.
6. Použitá inverzná strešná krytina.

Superdifúzna membrána

Superdifúzna membrána je materiál novej generácie, ktorého hlavným účelom je chrániť prvky strešnej konštrukcie pred vetrom, zrážkami a parou.

Výroba ochranného materiálu je založená na použití netkaných látok, hustých vlákien vysokej kvality. Na domácom trhu sú obľúbené trojvrstvové a štvorvrstvové membrány. Recenzie odborníkov a spotrebiteľov potvrdzujú, že čím viac vrstiev je konštrukcia postavená, tým silnejšie sú jej ochranné funkcie, a tým vyššia je energetická účinnosť miestnosti ako celku.

V závislosti od typu strechy, jej konštrukčných vlastností a klimatických podmienok odporúčajú výrobcovia uprednostniť jeden alebo iný typ difúznej membrány. Existujú teda pre šikmé strechy zložitých a jednoduchých konštrukcií, pre šikmé strechy s minimálnym sklonom, pre strechy so švom atď.

Superdifúzna membrána sa kladie priamo na tepelnoizolačnú vrstvu, podlahovú krytinu tvoria dosky. Nie je potrebná ventilačná medzera. Materiál je zaistený špeciálnymi sponkami alebo oceľovými klincami. Okraje difúznych fólií sú spojené a možno pracovať aj v extrémnych podmienkach: pri silných nárazoch vetra atď.

Okrem toho môže byť predmetný náter použitý ako dočasná strešná krytina.

PVC membrány: podstata a účel

PFC membrány sú strešný materiál vyrobený z polyvinylchloridu a majú elastické vlastnosti. Takýto moderný strešný materiál úplne nahradil analógy bitúmenových valcov, ktoré majú významnú nevýhodu - potrebu systematickej údržby a opráv. Charakteristické vlastnosti PVC fólií dnes umožňujú ich použitie pri opravách starých plochých striech. Používajú sa aj pri montáži nových striech.

Strecha vyrobená z tohto materiálu sa ľahko používa a jej inštaláciu je možné vykonať na akomkoľvek type povrchu, kedykoľvek počas roka a za akýchkoľvek poveternostných podmienok. PVC membrána má nasledujúce vlastnosti:

• pevnosť;
• stabilita pri vystavení UV žiareniu, rôznym druhom zrážok, bodovému a plošnému zaťaženiu.

Práve vďaka svojim jedinečným vlastnostiam vám PVC membrány budú verne slúžiť dlhé roky. Životnosť takejto strechy sa rovná životnosti samotnej budovy, zatiaľ čo rolovacie strešné materiály vyžadujú pravidelné opravy a v niektorých prípadoch aj kompletnú demontáž a montáž novej podlahy.

Dosky PVC membrány sú navzájom spojené zváraním za tepla, ktorého teplota je v rozmedzí 400-600 stupňov Celzia. Toto spojenie je úplne utesnené.

Výhody PVC fólií

Ich výhody sú zrejmé:

• flexibilita strešného systému, ktorý najlepšie vyhovuje stavebnému projektu;
• odolný, vzduchotesný spojovací šev medzi membránovými listami;
• ideálna tolerancia voči klimatickým zmenám, poveternostným podmienkam, teplote, vlhkosti;
• zvýšená paropriepustnosť, ktorá podporuje odparovanie vlhkosti nahromadenej v priestore pod strechou;
• veľa farebných možností;
• požiarne vlastnosti;
• schopnosť zachovať si svoje pôvodné vlastnosti a vzhľad po dlhú dobu;
• PVC membrána je absolútne ekologický materiál, čo potvrdzujú príslušné certifikáty;
• proces inštalácie je mechanizovaný, takže to nebude trvať veľa času;
• prevádzkový poriadok umožňuje inštaláciu rôznych architektonických doplnkov priamo na samotnú strechu PVC membrány;
• jednovrstvová inštalácia ušetrí vaše peniaze;
• jednoduchosť údržby a opravy.

Membránová tkanina

Membránová tkanina je textilnému priemyslu známa už dlho. Z tohto materiálu sú vyrobené topánky a oblečenie: dospelí aj deti. Membrána je základom membránovej tkaniny, ktorá je prezentovaná vo forme tenkého polymérneho filmu a má také vlastnosti, ako je vodotesnosť a paropriepustnosť. Na výrobu tohto materiálu je táto fólia potiahnutá vonkajšou a vnútornou ochrannou vrstvou. Ich štruktúra je určená samotnou membránou. Deje sa tak s cieľom zachovať všetky prospešné vlastnosti aj v prípade poškodenia. Inými slovami, membránové oblečenie nepremokne, keď je vystavené zrážkam v podobe snehu či dažďa, no zároveň dokonale prepúšťa paru z tela do vonkajšieho prostredia. Táto priepustnosť umožňuje pokožke dýchať.

Vzhľadom na všetky vyššie uvedené skutočnosti môžeme konštatovať, že ideálne zimné oblečenie je vyrobené z takejto látky. Membrána v spodnej časti látky môže byť:

• s pórmi;
• bez pórov;
• kombinované.

Membrány, ktoré majú veľa mikropórov, obsahujú teflón. Rozmery takýchto pórov nedosahujú rozmery ani kvapky vody, ale sú väčšie ako molekula vody, čo svedčí o vodeodolnosti a schopnosti odvádzať pot.

Membrány, ktoré nemajú póry, sú zvyčajne vyrobené z polyuretánu. Ich vnútorná vrstva koncentruje všetok pot a tukové sekréty ľudského tela a vytláča ich von.

Štruktúra kombinovanej membrány predpokladá prítomnosť dvoch vrstiev: poréznej a hladkej. Táto tkanina má vysoko kvalitné vlastnosti a vydrží mnoho rokov.

Vďaka týmto výhodám sú odevy a topánky vyrobené z membránových tkanín určené na nosenie v zimnom období odolné, ale ľahké a poskytujú vynikajúcu ochranu pred mrazom, vlhkosťou a prachom. Pre mnohé aktívne druhy zimnej rekreácie a horolezectva sú jednoducho nenahraditeľné.

Všetky živé organizmy na Zemi pozostávajú z buniek a každá bunka je obklopená ochranným obalom – membránou. Funkcie membrány však nie sú obmedzené na ochranu organel a oddelenie jednej bunky od druhej. Bunková membrána je komplexný mechanizmus priamo zapojený do reprodukcie, regenerácie, výživy, dýchania a mnohých ďalších dôležitých funkcií bunky.

Pojem „bunková membrána“ sa používa približne sto rokov. Samotné slovo „membrána“ znamená v latinčine „film“. Ale v prípade bunkovej membrány by bolo správnejšie hovoriť o súbore dvoch filmov, ktoré sú navzájom určitým spôsobom spojené, pričom rôzne strany týchto filmov majú rôzne vlastnosti.

Bunková membrána (cytolema, plazmalema) je trojvrstvová lipoproteínová (tukovo-proteínová) membrána, ktorá oddeľuje každú bunku od susedných buniek a prostredia a vykonáva riadenú výmenu medzi bunkami a prostredím.

Rozhodujúce pre túto definíciu nie je to, že bunková membrána oddeľuje jednu bunku od druhej, ale že jej umožňuje interakciu s inými bunkami a prostredím. Membrána je veľmi aktívna, neustále pracujúca štruktúra bunky, ktorej príroda priraďuje mnoho funkcií. Z nášho článku sa dozviete všetko o zložení, štruktúre, vlastnostiach a funkciách bunkovej membrány, ako aj o nebezpečenstve, ktoré pre ľudské zdravie predstavujú poruchy fungovania bunkových membrán.

História výskumu bunkových membrán

V roku 1925 boli dvaja nemeckí vedci Gorter a Grendel schopní vykonať zložitý experiment na ľudských červených krvinkách, erytrocytoch. Pomocou osmotického šoku vedci získali takzvané „tiene“ - prázdne membrány červených krviniek, potom ich naskladali a zmerali povrch. Ďalším krokom bol výpočet množstva lipidov v bunkovej membráne. Pomocou acetónu vedci izolovali lipidy z „tieňov“ a zistili, že ich je práve toľko, aby vytvorili súvislú dvojitú vrstvu.

Počas experimentu sa však urobili dve vážne chyby:

Použitie acetónu neumožňuje izoláciu absolútne všetkých lipidov z membrán;

Plocha povrchu „tieňov“ bola vypočítaná suchou hmotnosťou, čo je tiež nesprávne.

Keďže prvá chyba dala vo výpočtoch mínus a druhá - plus, celkový výsledok sa ukázal byť prekvapivo presný a nemeckí vedci priniesli vedeckému svetu najdôležitejší objav - lipidovú dvojvrstvu bunkovej membrány.

V roku 1935 ďalšia dvojica výskumníkov, Danielli a Dawson, po mnohých experimentoch na bilipidových filmoch dospela k záveru o prítomnosti proteínov v bunkových membránach. Neexistoval žiadny iný spôsob, ako vysvetliť, prečo mali tieto filmy také vysoké povrchové napätie. Vedci predstavili verejnosti schematický model bunkovej membrány podobnej sendviči, kde úlohu kúskov chleba zohrávajú homogénne lipidovo-proteínové vrstvy a medzi nimi je namiesto oleja prázdnota.

V roku 1950 sa pomocou prvého elektrónového mikroskopu čiastočne potvrdila Danielli-Dawsonova teória - na mikrosnímkach bunkovej membrány boli jasne viditeľné dve vrstvy pozostávajúce z lipidových a proteínových hlavičiek a medzi nimi priehľadný priestor vyplnený len chvosty lipidov a bielkovín.

V roku 1960, vedený týmito údajmi, americký mikrobiológ J. Robertson vypracoval teóriu o trojvrstvovej štruktúre bunkových membrán, ktorá bola dlho považovaná za jedinú správnu. S rozvojom vedy sa však objavovali stále väčšie pochybnosti o homogenite týchto vrstiev. Z hľadiska termodynamiky je takáto štruktúra mimoriadne nepriaznivá - pre bunky by bolo veľmi ťažké transportovať látky dovnútra a von cez celý „sendvič“. Okrem toho je dokázané, že bunkové membrány rôznych tkanív majú rôznu hrúbku a spôsob uchytenia, čo je spôsobené rôznymi funkciami orgánov.

V roku 1972 mikrobiológovia S.D. Speváčka a G.L. Nicholsonovi sa podarilo vysvetliť všetky nezrovnalosti v Robertsonovej teórii pomocou nového, tekutého mozaikového modelu bunkovej membrány. Vedci zistili, že membrána je heterogénna, asymetrická, naplnená kvapalinou a jej bunky sú v neustálom pohybe. A proteíny, ktoré ju tvoria, majú rôzne štruktúry a účely, navyše sú umiestnené inak vo vzťahu k bilipidovej vrstve membrány.

Bunkové membrány obsahujú tri typy proteínov:

Periférne – pripevnené k povrchu fólie;

Polointegrálne– čiastočne prenikajú do bilipidovej vrstvy;

Integrálne - úplne prenikajú membránou.

Periférne proteíny sú spojené s hlavami membránových lipidov prostredníctvom elektrostatickej interakcie a nikdy nevytvoria súvislú vrstvu, ako sa predtým verilo. A polointegrálne a integrálne proteíny slúžia na transport kyslíka a živín do bunky, ako aj na odstraňovanie rozkladu. produkty z nej a ďalšie pre niekoľko dôležitých funkcií, o ktorých sa dozviete nižšie.

Bunková membrána vykonáva tieto funkcie:

Bariéra – priepustnosť membrány pre rôzne typy molekúl nie je rovnaká.Aby mohla bunková membrána obísť, musí mať molekula určitú veľkosť, chemické vlastnosti a elektrický náboj. Škodlivé alebo nevhodné molekuly v dôsledku bariérovej funkcie bunkovej membrány jednoducho nemôžu preniknúť do bunky. Napríklad pomocou peroxisovej reakcie membrána chráni cytoplazmu pred nebezpečnými peroxidmi;

Transport - cez membránu prechádza pasívna, aktívna, regulovaná a selektívna výmena. Pasívna výmena je vhodná pre látky rozpustné v tukoch a plyny pozostávajúce z veľmi malých molekúl. Takéto látky prenikajú do bunky a von z bunky bez výdaja energie, voľne, difúziou. Aktívna transportná funkcia bunkovej membrány sa aktivuje, keď je to potrebné, ale ťažko transportovateľné látky musia byť transportované do bunky alebo z bunky. Napríklad tie, ktoré majú veľké molekulové veľkosti, alebo tie, ktoré nie sú schopné prejsť cez bilipidovú vrstvu kvôli hydrofóbnosti. Potom začnú fungovať pumpové proteíny, vrátane ATPázy, ktorá je zodpovedná za absorpciu iónov draslíka do bunky a vypudzovanie iónov sodíka z nej. Regulovaná transportná výmena je nevyhnutná pre funkcie sekrécie a fermentácie, napríklad keď bunky produkujú a vylučujú hormóny alebo žalúdočnú šťavu. Všetky tieto látky opúšťajú bunky špeciálnymi kanálmi a v danom objeme. A selektívna transportná funkcia je spojená s tými veľmi integrálnymi proteínmi, ktoré prenikajú membránou a slúžia ako kanál pre vstup a výstup presne definovaných typov molekúl;

Matrix - bunková membrána určuje a fixuje umiestnenie organel voči sebe navzájom (jadro, mitochondrie, chloroplasty) a reguluje interakciu medzi nimi;

Mechanické – zabezpečuje oddelenie jednej bunky od druhej a zároveň správne spojenie buniek do homogénneho tkaniva a odolnosť orgánov voči deformácii;

Ochranné – u rastlín aj živočíchov slúži bunková membrána ako základ pre vybudovanie ochranného rámu. Príklady zahŕňajú tvrdé drevo, hrubú kožu a ostnaté tŕne. Vo svete zvierat je tiež veľa príkladov ochrannej funkcie bunkových membrán - panciera korytnačky, chitínový pancier, kopytá a rohy;

Energia - procesy fotosyntézy a bunkového dýchania by boli nemožné bez účasti proteínov bunkovej membrány, pretože bunky si vymieňajú energiu pomocou proteínových kanálov;

Receptor – proteíny uložené v bunkovej membráne môžu mať ešte jednu dôležitú funkciu. Slúžia ako receptory, cez ktoré bunka prijíma signály od hormónov a neurotransmiterov. A to je zase nevyhnutné pre vedenie nervových impulzov a normálny priebeh hormonálnych procesov;

Enzymatická je ďalšia dôležitá funkcia vlastná niektorým proteínom bunkovej membrány. Napríklad v črevnom epiteli sa pomocou takýchto proteínov syntetizujú tráviace enzýmy;

Biopotenciál– koncentrácia draselných iónov vo vnútri bunky je oveľa vyššia ako vonku a naopak koncentrácia sodíkových iónov je väčšia vonku ako vo vnútri. To vysvetľuje potenciálny rozdiel: vo vnútri bunky je náboj negatívny, vonku je pozitívny, čo podporuje pohyb látok dovnútra a von z bunky počas ktoréhokoľvek z troch typov výmeny - fagocytóza, pinocytóza a exocytóza;

Značenie – na povrchu bunkových membrán sú tzv. „tagy“ – antigény pozostávajúce z glykoproteínov (proteínov s naviazanými rozvetvenými oligosacharidovými bočnými reťazcami). Pretože bočné reťazce môžu mať toľko konfigurácií, každý typ bunky dostane svoju vlastnú jedinečnú značku, ktorá umožňuje ostatným bunkám v tele, aby ho rozpoznali zrakom a správne naň reagovali. Preto napríklad ľudské imunitné bunky, makrofágy, ľahko rozoznajú cudzieho človeka, ktorý sa dostal do tela (infekcia, vírus) a pokúsia sa ho zničiť. To isté sa deje s chorými, zmutovanými a starými bunkami – zmení sa štítok na ich bunkovej membráne a telo sa ich zbaví.

Bunková výmena prebieha cez membrány a možno ju uskutočniť tromi hlavnými typmi reakcií:

Fagocytóza je bunkový proces, pri ktorom fagocyty vložené do membrány zachytávajú a trávia pevné častice živín. V ľudskom tele fagocytózu vykonávajú membrány dvoch typov buniek: granulocyty (granulárne leukocyty) a makrofágy (bunky zabíjajúce imunitu);

Pinocytóza je proces zachytávania tekutých molekúl, ktoré sú s ňou v kontakte, povrchom bunkovej membrány. Pre výživu typu pinocytózy bunka vyrastie na svojej membráne tenké nadýchané výbežky v tvare úponkov, ktoré akoby obklopovali kvapôčku tekutiny, a získa sa bublina. Najprv táto bublina vyčnieva nad povrch membrány a potom je „prehltnutá“ - skrýva sa vo vnútri bunky a jej steny sa spájajú s vnútorným povrchom bunkovej membrány. Pinocytóza sa vyskytuje takmer vo všetkých živých bunkách;

Exocytóza je reverzný proces, pri ktorom sa vo vnútri bunky tvoria vezikuly so sekrečnou funkčnou tekutinou (enzým, hormón), ktorá sa musí z bunky nejakým spôsobom dostať do okolia. Za týmto účelom sa vezikula najskôr spojí s vnútorným povrchom bunkovej membrány, potom vyčnieva von, praskne, vytlačí obsah a opäť sa spojí s povrchom membrány, tentoraz zvonku. Exocytóza prebieha napríklad v bunkách črevného epitelu a kôry nadobličiek.

Bunkové membrány obsahujú tri triedy lipidov:

fosfolipidy;

glykolipidy;

Cholesterol.

Fosfolipidy (kombinácia tukov a fosforu) a glykolipidy (kombinácia tukov a sacharidov) zase pozostávajú z hydrofilnej hlavy, z ktorej vychádzajú dva dlhé hydrofóbne chvosty. Ale cholesterol niekedy zaberá priestor medzi týmito dvoma chvostmi a bráni im v ohýbaní, čo spôsobuje, že membrány niektorých buniek sú tuhé. Okrem toho molekuly cholesterolu organizujú štruktúru bunkových membrán a zabraňujú prechodu polárnych molekúl z jednej bunky do druhej.

Ale najdôležitejšou zložkou, ako je zrejmé z predchádzajúcej časti o funkciách bunkových membrán, sú proteíny. Ich zloženie, účel a umiestnenie sú veľmi rôznorodé, ale je tu niečo spoločné, čo ich všetky spája: prstencové lipidy sa vždy nachádzajú okolo proteínov bunkových membrán. Ide o špeciálne tuky, ktoré sú jasne štruktúrované, stabilné, obsahujú viac nasýtených mastných kyselín a uvoľňujú sa z membrán spolu so „sponzorovanými“ proteínmi. Ide o akúsi osobnú ochrannú schránku pre proteíny, bez ktorej by jednoducho nefungovali.

Štruktúra bunkovej membrány je trojvrstvová. V strede leží relatívne homogénna tekutá bilipidová vrstva a proteíny ju po oboch stranách pokrývajú ako mozaika, čiastočne prenikajúca do hrúbky. To znamená, že by bolo nesprávne myslieť si, že vonkajšie proteínové vrstvy bunkových membrán sú súvislé. Proteíny, okrem svojich komplexných funkcií, sú potrebné v membráne, aby prešli do buniek a transportovali z nich tie látky, ktoré nie sú schopné preniknúť do tukovej vrstvy. Napríklad ióny draslíka a sodíka. Poskytujú sa pre ne špeciálne proteínové štruktúry - iónové kanály, o ktorých budeme podrobnejšie diskutovať nižšie.

Ak sa na bunkovú membránu pozriete cez mikroskop, môžete vidieť vrstvu lipidov tvorenú drobnými guľovitými molekulami, na ktorých plávajú veľké proteínové bunky rôznych tvarov ako na mori. Presne tie isté membrány rozdeľujú vnútorný priestor každej bunky na kompartmenty, v ktorých je pohodlne umiestnené jadro, chloroplasty a mitochondrie. Ak by vnútri bunky neboli žiadne samostatné „miestnosti“, organely by sa zlepili a nemohli by správne vykonávať svoje funkcie.

Bunka je štruktúrovaný a membránou ohraničený súbor organel, ktorý sa podieľa na komplexe energetických, metabolických, informačných a reprodukčných procesov zabezpečujúcich životne dôležité funkcie organizmu.

Ako je zrejmé z tejto definície, membrána je najdôležitejšou funkčnou zložkou každej bunky. Jeho význam je rovnako veľký ako význam jadra, mitochondrií a iných bunkových organel. A jedinečné vlastnosti membrány sú určené jej štruktúrou: pozostáva z dvoch fólií, ktoré sú spolu tvarované špeciálnym spôsobom. Fosfolipidové molekuly v membráne sú umiestnené s hydrofilnými hlavami smerom von a hydrofóbnymi chvostmi dovnútra. Preto je jedna strana fólie navlhčená vodou a druhá nie. Tieto filmy sú teda navzájom spojené nezmáčateľnými stranami dovnútra a vytvárajú bilipidovú vrstvu obklopenú molekulami proteínov. Toto je samotná „sendvičová“ štruktúra bunkovej membrány.

Iónové kanály bunkovej membrány

Pozrime sa bližšie na princíp fungovania iónových kanálov. Na čo sú potrebné? Faktom je, že cez lipidovú membránu môžu ľahko preniknúť iba látky rozpustné v tukoch - sú to samotné plyny, alkoholy a tuky. Napríklad kyslík a oxid uhličitý sa neustále vymieňajú v červených krvinkách, a preto sa naše telo nemusí uchyľovať k žiadnym ďalším trikom. Čo však robiť, keď je potrebné transportovať vodné roztoky, ako sú sodné a draselné soli, cez bunkovú membránu?

Vytvoriť dráhu pre takéto látky v bilipidovej vrstve by bolo nemožné, pretože by sa otvory okamžite uzavreli a opäť zlepili, taká je štruktúra akéhokoľvek tukového tkaniva. Príroda však ako vždy našla východisko zo situácie a vytvorila špeciálne štruktúry na transport bielkovín.

Existujú dva typy vodivých proteínov:

Transportéry sú semiintegrálne pumpové proteíny;

Formátory kanálov sú integrálne proteíny.

Proteíny prvého typu sú čiastočne ponorené do bilipidovej vrstvy bunkovej membrány a ich hlavy sa pozerajú von a v prítomnosti požadovanej látky sa začnú správať ako pumpa: priťahujú molekulu a nasávajú ju do bunky. . A proteíny druhého typu, integrálne, majú predĺžený tvar a sú umiestnené kolmo na bilipidovú vrstvu bunkovej membrány a prenikajú cez ňu. Cez ne, akoby cez tunely, sa do bunky a von z nej presúvajú látky, ktoré nie sú schopné prejsť cez tuk. Iónovými kanálmi prenikajú draselné ióny do bunky a hromadia sa v nej a sodíkové ióny sa naopak odstraňujú von. Vzniká rozdiel v elektrickom potenciáli, ktorý je tak potrebný pre správne fungovanie všetkých buniek v našom tele.

Najdôležitejšie závery o štruktúre a funkciách bunkových membrán

Teória vždy vyzerá zaujímavo a sľubne, ak sa dá užitočne aplikovať v praxi. Objav štruktúry a funkcií bunkových membrán v ľudskom tele umožnil vedcom urobiť skutočný prielom vo vede všeobecne, a najmä v medicíne. Nie je náhoda, že sme sa tak podrobne zaoberali iónovými kanálmi, pretože práve tu leží odpoveď na jednu z najdôležitejších otázok našej doby: prečo sa u ľudí čoraz viac rozvinie rakovina?

Rakovina každoročne zabíja približne 17 miliónov ľudí na celom svete a je štvrtou najčastejšou príčinou všetkých úmrtí. Podľa WHO sa výskyt rakoviny neustále zvyšuje a do konca roku 2020 by mohol dosiahnuť 25 miliónov ročne.

Čo vysvetľuje súčasnú epidémiu rakoviny a čo s tým má spoločné funkcia bunkových membrán? Poviete si: dôvodom je zlá environmentálna situácia, zlá výživa, zlé návyky a ťažká dedičnosť. A, samozrejme, budete mať pravdu, ale ak hovoríme o probléme konkrétnejšie, dôvodom je kyslosť ľudského tela. Negatívne faktory uvedené vyššie vedú k narušeniu fungovania bunkových membrán a inhibujú dýchanie a výživu.

Tam, kde by malo byť plus, sa vytvorí mínus a bunka nemôže normálne fungovať. Ale rakovinové bunky nepotrebujú ani kyslík, ani zásadité prostredie – sú schopné využívať anaeróbnu výživu. Preto v podmienkach nedostatku kyslíka a hladín pH, ktoré prechádzajú cez strechu, zdravé bunky mutujú, chcú sa prispôsobiť prostrediu a stávajú sa rakovinovými bunkami. Takto človek dostane rakovinu. Aby ste tomu zabránili, stačí piť dostatok čistej vody denne a vyhnúť sa karcinogénom v jedle. Ľudia si však spravidla dobre uvedomujú škodlivé produkty a potrebu kvalitnej vody a nerobia nič - dúfajú, že ich problém prejde.

Keďže lekári poznajú štrukturálne vlastnosti a funkcie bunkových membrán rôznych buniek, môžu tieto informácie použiť na poskytnutie cielených terapeutických účinkov na telo. Mnoho moderných liekov pri vstupe do nášho tela hľadá požadovaný „cieľ“, ktorým môžu byť iónové kanály, enzýmy, receptory a biomarkery bunkových membrán. Tento spôsob liečby umožňuje dosiahnuť lepšie výsledky s minimálnymi vedľajšími účinkami.

Najnovšia generácia antibiotík, keď sa dostanú do krvi, nezabije všetky bunky za sebou, ale špecificky hľadá bunky patogénu so zameraním na markery v jeho bunkových membránach. Najnovšie lieky proti migréne, triptány, zužujú len zapálené cievy mozgu, pričom na srdce a periférny obehový systém nemajú takmer žiadny vplyv. A potrebné cievy rozpoznávajú práve podľa bielkovín svojich bunkových membrán. Existuje mnoho takýchto príkladov, takže môžeme s istotou povedať, že poznatky o štruktúre a funkciách bunkových membrán sú základom rozvoja modernej lekárskej vedy a každoročne zachraňujú milióny životov.

vzdelanie: Moskovský lekársky inštitút pomenovaný po. I. M. Sechenov, odbor - "Všeobecné lekárstvo" v roku 1991, v roku 1993 "Choroby z povolania", v roku 1996 "Terapia".