细胞膜的有什么功能

细胞膜(cell membrane)又称细胞质膜(plasma membrane)。细胞表面的一层薄膜。有时称为细胞外膜或原生质膜。细胞膜的化学组成基本相同，主要由脂类、蛋白质和糖类组成。下面是本站小编整理的相关内容，欢迎大家阅读!

生理功能

细胞膜有重要的生理功能，它即使细胞维持稳定代谢的胞内环境，又能调节和选择物质进出细胞。细胞膜通过胞饮作用(pinocytosis)、吞噬作用(phagocytosis)或胞吐作用(exocytosis)吸收、消化和外排细胞膜外、内的物质。在细胞识别、信号传递、纤维素合成和微纤丝的组装等方面，质膜也发挥重要作用。有些细胞间的信息交流并不是靠细胞膜上的受体来实现的，比如某些细胞分泌的甾醇类物质，这些物质可以作为信号，与其他细胞进行信息交流，但是这些物质并不是和细胞膜上的受体结合的，而是穿过细胞膜，与细胞核内或细胞质内的某些受体相结合，从而介导两个细胞间的信息交流的!所以说细胞膜的生理作用并不是很大。只是用来保护细胞。

研究进程

19世纪中叶li发现细胞表面有阻碍染料进入的现象，

提示膜结构的存在;1899年ton发现脂溶性大的物质易入胞，推想应为脂类屏障。1925年荷兰人er和del用丙酮抽提红细胞膜结构，计算出红细胞膜平铺面积约为其表面积的两倍，提出脂质双分子层模型.成立前提：a.红细胞的全部脂质都在膜上;b.丙酮法抽提完全;平均表面积估算正确。(70%~80%偏低);40年后Bar重复这一试验发现红细胞膜平铺面积应不是70%～80%，而是1.5倍还有蛋白质表面，同时干膜面积是99μm2，湿膜面积则为145μm2。两项误差相抵，结果基本正确。

根据细胞的生理生化特征，曾先后推测质膜是一种脂肪栅、脂类双分子层和由蛋白质-磷脂-蛋白质构成的三夹板结构。同时电镜观察也证实质膜确实呈暗-明-暗三层结构。随后冷冻蚀刻技术显示双层膜中存在蛋白质颗粒;免疫荧光技术证明质膜中蛋白质是流动的。据此er等人在1972年提出生物膜的流动镶嵌模型，如图7-4-3和7-4-4所示，，结构特征是：生物膜的骨架是磷脂类双分子层，蛋白质分子以不同的方式镶嵌其中，细胞膜的表面还有糖类分子，形成糖脂、糖蛋白;生物膜的内外表面上，脂类和蛋白质的分布不平衡，反映了膜两侧的功能不同;脂双层具有流动性，其脂类分子可以自由移动，蛋白质分子也可以在脂双层中横向移动。

尽管目前还没有一种能够直接观察膜的分子结构的较为方便的技术和方法，但从研究中30年代以来提出了各种假说有数十种，其中得到较多实验事实支持而目前仍为大多数人所接受的是美国的er和olsom于1972年提出的流体镶嵌模型(fluid mosaic model)。这一假想模型的基本内容是：膜的共同结构特点是以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构、因而也具有不同生理功能的蛋白质，后者主要以α-螺旋或球型蛋白质的形式存在。其局限性在于未表达出流动性不均一，Jain与White提出了“板块与镶嵌模型”。

单位膜模型

J. Danielli & H. Davson 1935 发现质膜的表面张力比油-水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质，从而提出了”蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。1959年在上述基础上提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。

J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，厚约7.5nm。这就是所谓的“单位膜”模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。单位膜模型的不足之处在于把膜的动态结构描写成静止的不变的。

流动镶嵌模型

流动镶嵌模型突出了膜的流动性和不对称性，认为细胞膜由流动的'脂双层和嵌在其中的蛋白质组成。磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架，蛋白质或嵌在脂双层表面，或嵌在其内部，或横跨整个脂双层，表现出分布的不对称性.

质膜的的结构模型

晶格模型

流动镶嵌模型的补充，强调流动的整体性。

脂筏模型

脂筏(lipid raft)是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域(microdomain)。大小约70nm左右，是一种动态结构，位于质膜的外小页。由于鞘磷脂具有较长的饱和脂肪酸链，分子间的作用力较强，所以这些区域结构致密，介于无序液体与液晶之间，称为有序液体(Liquid-ordered)。在低温下这些区域能抵抗非离子去垢剂的抽提，所以又称为抗去垢剂膜(detergent-resistant membranes，DRMs)。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台，与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的关系。

从脂筏的角度来看，膜蛋白可以分为三类：①存在于脂筏中的蛋白质;包括糖磷脂酰肌醇锚定蛋白(GPI anchored protein)，某些跨膜蛋白，Hedgehog蛋白，双乙酰化蛋白(doubly acylated protein)如：非受体酪氨酸激酶Src、G蛋白的Gα亚基、血管内皮细胞的一氧化氮合酶(NOS);②存在于脂筏之外无序液相的蛋白质;③介于两者之间的蛋白质，如某些蛋白在没有接受到配体时，对脂筏的亲和力低，当结合配体，发生寡聚化时就会转移到脂筏中。

脂筏中的胆固醇就像胶水一样，它对具有饱和脂肪酸链的鞘磷脂亲和力很高，而对不饱和脂肪酸链的亲和力低，用甲基-β-环糊精(methyl-β-cyclodextrin)去除胆固醇，抗去垢剂的蛋白就变得易于提取。膜中的鞘磷脂主要位于外小页，而且大部分都参与形成脂筏。

据估计脂筏的面积可能占膜表面积的一半以上。脂筏的大小是可以调节的，小的独立脂筏可能在保持信号蛋白呈关闭状态方面具有重要作用，当必要时，这些小的脂筏聚集成大一个大的平台，在那里信号分子(如受体)将和它们的配件相遇，启动信号传递途径。如致敏原(allergen)能够将过敏患者体内肥大细胞或嗜碱性细胞表面的IgE抗体及其受体桥联起来，形成较大的脂筏，受体被脂筏中的Lyn(一种非受体酪氨酸激酶)磷酸化，启动下游的信号转导，最终引发过敏反应。

细胞表面的穴样内陷(caveolae)具有和脂筏一样的膜脂组成，不含笼形蛋白(clathrin)，含有caveolin(一种小分子量的蛋白，21KD)。大量存在于脂肪细胞、上皮细胞和平滑肌细胞。这种结构细胞的内吞有关，另外穴样内陷中还富含某些信号分子，说明它与细胞的信号转导有关。

细胞膜的厚度通常为7~8nm，细胞膜最重要的特性之一是半透性或选择性透性，即有选择地允许物质通过扩散，渗透和主动运输等方式进入细胞，从而保证细胞正常代谢的进行。此外，大多质膜上还存在激素的受体，抗原的结合位点以及其他有关细胞识别的位点，所以质膜在激素作用，免疫反应和细胞通讯等过程中起着重要的作用。

流动性

细胞膜的流动性是指构成膜的脂和蛋白质分子的运动性。膜的流动性不仅是膜的基本特性之一，也是细胞进行生命活动的必要条件。

膜的流动性一般是指膜脂脂肪酸烃链部分的运动状态即膜脂质流动性。通过膜脂质流动性的改变可反应出细胞膜的功能状态及膜受损伤的程度。

流动性的表现形式

·膜脂的运动方式

膜脂的流动是造成膜流动性的主要因素，概括起来，膜脂的运动方式主要有四种。

1、侧向扩散(lateraldiffusion)

2、旋转运动(rotation)

3、伸缩运动(flex)

4、翻转扩散(transversediffusion)，又称为翻转(flip-flop)。

·膜蛋白运动形式

膜蛋白的运动由于膜蛋白的相对分子质量较大，同时受到细胞骨架的影响，它不可能象膜脂那样运动。主要有以下几种运动形式：

1、随机移动有些蛋白质能够在整个膜上随机移动。移动的速率比用人工脂双层测得的要低。

2、定向移动有些蛋白比较特别，在膜中作定向移动。例如，有些膜蛋白在膜上可以从细胞的头部移向尾部。

3、局部扩散有些蛋白虽然能够在膜上自由扩散，但只能在局部范围内扩散。

通透性

物质通过生物半透膜的难易程度。生物半透膜对体内某些分子的通透性大致可分为以下三种情况：自由通过的有水分子;可以透过的有葡萄糖、氨基酸、尿素、氯离子等;不易透过的有蛋白质、钠、钾等。通透性的存在，对细胞内外水的移动，各种物质的交换，酸碱度和渗透压的维持，均有着重要的生理意义。[1]在某些病理情况下(如过敏、创伤、烧伤、缺氧等)，由于破坏了生物半透膜的正常结构和功能，使其通透性增加，结果发生组织水肿等反应。