I.1.1. Sejtmembrán
A sejt belső terét a külső környezettől sejtmembrán (sejthártya, plazmamembrán) választja el. A sejtmembrán egy féligáteresztő (szemipermeábilis) barrier amely a sejteket elválasztja az sejten kívüli (extracelluláris) környezettől. Egyrészt védelmi funkciót lát el, másrészt fontos transzportfolyamatokat szabályoz.
A membránok alapszerkezetét kettős foszfolipid réteg alkotja. A külső réteg hidrofób, apoláros tulajdonságú, a belső pedig hidrofil poláros. Amikor egy molekula, mint jelen esetben a foszfolipid poláros és apoláros résszel is rendelkezik, ebben az esetben idegen szóval amfipatikus molekulának nevezzük.
A lipid kettősrétegbe beépülő, a membránt átívelő, integráns (transzmembrán) fehérjék a víz és ionok számára transzportutat jelentenek, szállítómolekulák, sejtek közötti információátvitelt biztosítanak.
A perifériás fehérjékkel kapcsolódó proteinek a citoszkeleton és az extracelluláris matrix között létesítenek kapcsolatot.
Transzportfolyamatok
A membránon keresztül lezajló anyagmozgás minden esetben energia befektetést igényel. Passzív transzportról akkor beszélünk, ha az energiaforrás fiziko-kémiai természetű és nem igényel energiát (ATP-bontást).
Az aktív transzport azt jelenti, hogy az anyagmozgás fiziko-kémiai energiagradiens ellen történik, amihez az ATP bontásából származó energiát kell a sejtnek befektetnie.
A passzív transzport
- Egyszerű diffúzió
Fiziko-kémiai gradiens által előidézett, a gradiens irányának megfelelő anyagtranszport. Diffúzióval jutnak át a lipidoldékony anyagok a membrán lipid fázisán, ill. az ionok a transzmembrán fehérjék által képzett csatornák pórusain.
- Facilitált diffúzió
Fiziko-kémiai gradiens által előidézett, szállítómolekula részvételével megvalósuló, a gradiens irányának megfelelő anyagtranszport. Ezzel a mechanizmussal jut keresztül az izommembránon pl. a glükóz.
Az aktív transzport
Az aktív transzport minden esetben ATP-bontásból származó kémiai energiát hasznosít a fiziko-kémiai gradiens ellenében zajló anyagmozgás során. Ha szállítómolekula bontja az ATP-t, ilyenkor a folyamatot elsődlegesen aktív transzportnak nevezzük.
Másodlagosan aktív transzportnak nevezzük azt az anyagtranszportot, amikor a szállítómolekula nem használ ATP-t.
Vezikuláris transzport
Az anyagtranszport speciális formája, amely során olyan molekulák jutnak át a membránon, amelyek a sejtben képződnek, membránba csomagolódnak, és az így kialakuló vezikulában transzportálódnak. A transzport iránya alapján lehet endocitózis vagy exocitózis, a felvett anyag halmazállapota alapján pedig fagocitózis (szilárd részecske bekebelezése) illetve pinocitózis (oldott állapotban lévő anyag felvétele vagy leadása).