Zobrazení zdroje stránky Buněčná membrána

{{K rozšíření}}
{{Infobox buňka
| název = Buněčná membrána
| obrázek = Cell membrane detailed diagram cs.svg
| popisek = Detailní schéma buněčné membrány podle fluidně-mozaikového modelu. Zobrazuje lipidovou dvojvrstvu, transmembránové a periferní proteiny, cholesterol a glykoproteiny.
| typ_buňky = Všechny [[buňka|buňky]] a některé [[organela|organely]]
| funkce = Oddělení vnitřního a vnějšího prostředí, regulovaný transport látek, buněčná signalizace, ukotvení cytoskeletu, buněčná adheze
| složení = [[Fosfolipid]]y, [[protein]]y, [[cholesterol]], [[glykolipid]]y, [[glykoprotein]]y
| tloušťka = 6–10 [[nanometr|nm]]
}}

'''Buněčná membrána''', známá také jako '''plazmatická membrána''' nebo '''plazmalema''', je tenká, polopropustná (semipermeabilní) bariéra, která obklopuje [[cytoplazma|cytoplazmu]] každé živé [[buňka|buňky]]. Fyzicky odděluje vnitřní prostředí buňky (intracelulární prostor) od vnějšího prostředí (extracelulárního prostoru). Kromě povrchu buňky se membrány nacházejí i uvnitř [[eukaryotická buňka|eukaryotických buněk]], kde ohraničují jednotlivé [[organela|organely]] (např. [[buněčné jádro]], [[mitochondrie]], [[endoplazmatické retikulum]]) a tvoří takzvaný endomembránový systém.

Její základní strukturou je dvojitá vrstva [[fosfolipid]]ů, do které jsou vnořeny nebo na kterou jsou navázány molekuly [[protein]]ů. Tato struktura, popsaná fluidně-mozaikovým modelem, propůjčuje membráně polotekutý charakter, kde se jednotlivé komponenty mohou do určité míry pohybovat. Buněčná membrána plní řadu životně důležitých funkcí, včetně regulace transportu látek do buňky a ven, přenosu signálů, udržování tvaru buňky a zprostředkování kontaktu s okolními buňkami.

== 🧱 Struktura a složení ==
Buněčné membrány jsou komplexní a dynamické struktury, jejichž složení se liší v závislosti na typu buňky a organely. Základní architektura je však univerzální a je nejlépe popsána '''fluidně-mozaikovým modelem''', který v roce 1972 navrhli S. J. Singer a G. L. Nicolson. Tento model popisuje membránu jako dvojrozměrnou tekutinu, ve které jsou jako mozaika nepravidelně rozmístěny proteiny.

=== Lipidová dvojvrstva ===
Základem každé buněčné membrány je dvojitá vrstva lipidů, silná přibližně 6–10 nm. Tvoří ji především [[fosfolipid]]y, které mají tzv. amfipatický charakter – skládají se z hydrofilní (vodu přitahující) "hlavičky" a hydrofobního (vodu odpuzujícího) "ocásku".
* '''Hydrofilní hlavičky:''' Tvořené fosfátovou skupinou jsou orientovány směrem k vodnému prostředí na vnější i vnitřní straně membrány.
* '''Hydrofobní ocásky:''' Tvořené řetězci [[mastná kyselina|mastných kyselin]] směřují do středu dvojvrstvy, čímž vytvářejí nepolární, hydrofobní jádro.

Toto uspořádání je energeticky stabilní a spontánně se formuje ve vodném prostředí. Hydrofobní jádro membrány brání volnému průchodu polárních a nabitých molekul, jako jsou [[ionty]] a [[glukóza]].

Kromě fosfolipidů obsahuje membrána, zejména u živočišných buněk, také:
* '''[[Cholesterol]]:''' Molekuly cholesterolu se vklíňují mezi fosfolipidy a ovlivňují fluiditu (tekutost) membrány. Při vyšších teplotách membránu zpevňuje a snižuje její propustnost, při nižších teplotách naopak zabraňuje jejímu ztuhnutí.
* '''[[Glykolipid]]y:''' Lipidy s navázanými [[sacharid]]ovými řetězci, které se nacházejí výhradně na vnější straně membrány a hrají roli v buněčném rozpoznávání a adhezi.

=== Membránové proteiny ===
Proteiny tvoří významnou složku membrány (v některých případech až 76 % její hmotnosti) a zajišťují většinu jejích specifických funkcí. Podle jejich umístění je dělíme na:
* '''Integrální proteiny:''' Jsou pevně zanořeny do lipidové dvojvrstvy a často ji zcela prostupují (tzv. transmembránové proteiny). Mají hydrofobní části, které interagují s ocásky lipidů, a hydrofilní části, které vyčnívají do vodného prostředí. Plní funkce kanálů, transportérů, receptorů a enzymů.
* '''Periferní proteiny:''' Jsou slaběji vázány na povrch membrány, obvykle pomocí nekovalentních vazeb k integrálním proteinům nebo k hydrofilním hlavičkám lipidů. Lze je od membrány snadněji oddělit a podílejí se například na buněčné signalizaci nebo ukotvení [[cytoskelet]]u.

=== Sacharidy a glykokalyx ===
Na vnějším povrchu plazmatické membrány jsou na proteiny a lipidy navázány krátké i dlouhé řetězce sacharidů, které tvoří [[glykoprotein]]y a [[glykolipid]]y. Tento sacharidový obal se nazývá '''glykokalyx'''. Glykokalyx chrání buňku před mechanickým poškozením, propůjčuje jí slizovitý povrch (což je důležité např. pro [[krvinky]]) a hraje klíčovou roli v rozpoznávacích procesech, jako je imunitní odpověď nebo vzájemná adheze buněk při tvorbě [[tkáň (biologie)|tkání]].

== 🌊 Fluidita a dynamika membrány ==
Membrána není statická struktura. Jednotlivé molekuly lipidů a proteinů se v ní mohou relativně volně pohybovat. Tato vlastnost, nazývaná '''fluidita''', je zásadní pro mnoho buněčných procesů.
* '''Laterální difúze:''' Molekuly se rychle pohybují v rovině jedné vrstvy membrány.
* '''Rotace:''' Molekuly se otáčejí kolem své osy.
* '''Flip-flop:''' Přesun molekuly z jedné vrstvy do druhé je velmi vzácný a energeticky náročný, protože hydrofilní hlavička musí projít hydrofobním jádrem.

Fluidita membrány závisí na teplotě (s rostoucí teplotou se zvyšuje) a na složení mastných kyselin. Přítomnost nenasycených mastných kyselin (s "ohyby" v řetězcích) zvyšuje fluiditu, protože brání těsnému uspořádání lipidů.

=== Lipidové rafty ===
Ačkoliv je membrána z velké části tekutá, existují v ní specializované, více uspořádané a méně tekuté mikrodomény zvané '''lipidové rafty'''. Tyto oblasti jsou obohaceny o [[cholesterol]], [[sfingolipid]]y a specifické proteiny. Fungují jako platformy, kde se koncentrují molekuly zapojené do určitých procesů, zejména do buněčné signalizace a [[endocytóza|endocytózy]].

== 🎯 Funkce buněčné membrány ==
Buněčná membrána je multifunkční struktura nezbytná pro život buňky.

* '''Bariéra a ohraničení:''' Fyzicky odděluje buňku od okolí a organely od cytoplazmy, čímž umožňuje udržovat specifické vnitřní prostředí (homeostázu) s odlišnými koncentracemi látek.
* '''Regulovaný transport:''' Membrána je selektivně propustná, což znamená, že aktivně kontroluje, které látky a v jakém množství projdou dovnitř nebo ven. Tento transport je klíčový pro příjem živin, vylučování odpadních produktů a udržování iontové rovnováhy.
* '''Buněčná komunikace a signalizace:''' Obsahuje [[receptor (biochemie)|receptory]], které vážou specifické molekuly (např. [[hormon]]y, [[neurotransmiter]]y) z vnějšího prostředí. Tato vazba spouští kaskádu reakcí uvnitř buňky, což je základem buněčné signalizace.
* '''Ukotvení a tvar:''' Slouží jako kotevní místo pro [[cytoskelet]], který dává buňce tvar a mechanickou oporu, a pro [[extracelulární matrix]] u živočišných buněk, což umožňuje formování tkání.
* '''Enzymatická aktivita:''' Některé membránové proteiny fungují jako [[enzym]]y, které katalyzují chemické reakce přímo na membráně.
* '''Elektrické vlastnosti:''' Udržuje rozdíl v elektrickém náboji mezi vnitřkem a vnějškem buňky, tzv. [[membránový potenciál]], který je zásadní pro funkci nervových a svalových buněk.

== 🚚 Transport látek přes membránu ==
Schopnost membrány řídit pohyb látek je jednou z jejích nejdůležitějších funkcí. Transportní mechanismy se dělí podle toho, zda vyžadují energii.

=== Pasivní transport ===
Probíhá bez spotřeby energie (např. [[adenosintrifosfát|ATP]]), a to vždy po směru koncentračního nebo elektrochemického gradientu (z místa s vyšší koncentrací na místo s nižší).
* '''Prostá difúze:''' Malé, nepolární molekuly (např. [[kyslík]], [[oxid uhličitý]], [[steroidy]]) procházejí přímo přes lipidovou dvojvrstvu.
* '''Usnadněná difúze:''' Větší nebo polární molekuly (např. [[glukóza]], [[aminokyselina|aminokyseliny]]) a ionty procházejí membránou pomocí specifických transportních proteinů:
    * **Kanály:** Tvoří póry naplněné vodou, kterými mohou rychle procházet specifické ionty (např. [[sodíkový kanál]], [[draslíkový kanál]]). Mohou být neustále otevřené nebo se otevírají na základě určitého signálu (např. změny napětí).
    * **Přenašeče (nosiče):** Váží specifickou molekulu, změní svůj tvar (konformaci) a přenesou ji na druhou stranu membrány.
* '''Osmóza:''' Specifický případ difúze, kdy přes membránu prochází [[voda]] z prostředí s nižší koncentrací rozpuštěných látek do prostředí s vyšší koncentrací. Průchod vody usnadňují proteinové kanály zvané [[akvaporin]]y.

=== Aktivní transport ===
Vyžaduje dodání energie (obvykle ze štěpení [[adenosintrifosfát|ATP]]), protože probíhá proti směru koncentračního gradientu (z místa s nižší koncentrací na místo s vyšší).
* '''Primární aktivní transport:''' Energie z ATP je využívána přímo k pohonu transportu. Příkladem je [[sodno-draselná pumpa]], která aktivně čerpá ionty Na⁺ ven z buňky a ionty K⁺ dovnitř.
* '''Sekundární aktivní transport (kotransport):''' Využívá energii uloženou v koncentračním gradientu jiné látky (obvykle Na⁺), který byl vytvořen primárním aktivním transportem. Látka je transportována proti svému gradientu společně s iontem, který se pohybuje po svém gradientu. Může jít o:
    * **Symport:** Obě látky jsou transportovány stejným směrem.
    * **Antiport:** Látky jsou transportovány opačnými směry.

=== Vezikulární transport ===
Velké molekuly, částice nebo celé buňky jsou transportovány pomocí váčků (vezikul), které se tvoří z membrány.
* '''[[Endocytóza]]:''' Membrána se vchlípí a obalí látku z vnějšího prostředí, čímž vytvoří váček, který se odškrtí do nitra buňky. Zahrnuje fagocytózu ("buněčné pojídání" pevných částic) a pinocytózu ("buněčné pití" tekutin).
* '''[[Exocytóza]]:''' Váček vytvořený uvnitř buňky splyne s plazmatickou membránou a uvolní svůj obsah do vnějšího prostředí. Tímto mechanismem buňky vylučují například hormony nebo odpadní látky.

== 💡 Pro laiky: Jak si představit buněčnou membránu? ==
Představte si, že buňka je velké město. Buněčná membrána je v tomto přirovnání jako '''inteligentní a flexibilní městské hradby'''.

1.  '''Základní hradba (Lipidová dvojvrstva):''' Hradby jsou postaveny z milionů speciálních cihel (fosfolipidů), které mají jednu stranu rády vodu a druhou ji nesnáší. Postaví se proto do dvou řad tak, že vodoodpudivé části jsou schované uprostřed. Tato zeď je mastná a kluzká, takže jen tak něco přes ni neprojde, hlavně ne látky rozpustné ve vodě.

2.  '''Brány, dveře a tunely (Membránové proteiny):''' V hradbách jsou zabudovány různé brány a tunely.
    * '''Otočné dveře (Přenašeče):''' Některé fungují jako otočné dveře – pustí dovnitř jen jednoho konkrétního člověka (např. molekulu cukru), a to tak, že se s ním celé otočí.
    * '''Rychlé tunely (Kanály):''' Jiné jsou jako rychlé tunely pro specifické typy vozidel (ionty). Někdy jsou otevřené pořád, jindy je hlídač otevře jen na speciální heslo (elektrický signál).
    * '''Placené brány s ostrahou (Pumpy):''' Existují i speciální brány, které dokážou tlačit lidi ven z města, i když se jim nechce a venku je už plno. Tato ostraha spotřebuje spoustu energie (ATP), ale udržuje ve městě pořádek.

3.  '''Adresy a vlajky na hradbách (Glykokalyx):''' Z vnější strany hradeb visí různé vlajky a cedule s adresou (sacharidy). Díky nim ostatní buňky poznají, že jde o "Město Játra" a ne o "Město Svaly" nebo o nepřátelského vetřelce.

4.  '''Hlídky na hradbách (Receptory):''' Na hradbách neustále hlídkují stráže (receptory), které čekají na posly (hormony) s důležitými zprávami. Když posel dorazí a předá zprávu, stráž okamžitě pošle signál starostovi (do jádra buňky), který rozhodne, co se bude dít dál.

Celé tyto hradby nejsou pevné jako z kamene, ale spíše jako hustý gel. Brány a hlídky v nich mohou volně "plavat" a přesouvat se tam, kde jsou zrovna potřeba. Tímto způsobem membrána neustále chrání buňku, řídí veškerý provoz a komunikuje s okolím.

== 🔗 Zdroje ==
[https://www.wikiskripta.eu/w/Bun%C4%9B%C4%8Dn%C3%A1_membr%C3%A1na WikiSkripta: Buněčná membrána]
[https://www.wikiskripta.eu/w/Architektura_biologick%C3%BDch_membr%C3%A1n WikiSkripta: Architektura biologických membrán]
[https://cs.wikipedia.org/wiki/Cytoplazmatick%C3%A1_membr%C3%A1na Wikipedia: Cytoplazmatická membrána]
[https://www.wikiskripta.eu/w/Membr%C3%A1nov%C3%BD_transport WikiSkripta: Membránový transport]
[https://www.lf.cuni.cz/pro-studenty/informace-o-studiu/studijni-programy-a-obory/vseobecne-lekarstvi/studijni-plany/povinne-volitelne-predmety/biochemie-a-patobiochemie/bunecne-membrany/ 1. LF UK: Buněčné membrány]
[https://is.muni.cz/el/1411/podzim2014/VSCB011p/um/Transport_latek__osmoza.pdf Masarykova univerzita: Transport látek, osmóza]
[https://www.nzip.cz/rejstrikovy-pojem/1162 Národní zdravotnický informační portál: Buněčná membrána]
[https://vesmir.cz/cz/casopis/archiv-casopisu/2007/cislo-10/membranove-rafty-historie-soucasnost.html Časopis Vesmír: Membránové rafty: historie a současnost]

{{DEFAULTSORT:Buněčná membrána}}
[[Kategorie:Buněčná biologie]]
[[Kategorie:Membrány]]
[[Kategorie:Cytologie]]
[[Kategorie:Vytvořeno FilmedyBot]]