Celmembraan

Iedere cel is een levende eenheid, van de omgeving gescheiden door de celwand, het membraan. Het celmembraan is gewoonlijk te dun om door de lichtmicroscoop gezien te kunnen worden. Bij elektronenmicroscopisch onderzoek blijkt dat het membraan 80 tot 100 A dik is (1 A is één-tienmiljoenste millimeter). Het celmembraan bestaat uit drie lagen: twee donkere lagen, gescheiden door een lichte laag. De twee donkere lagen bevatten eiwit en de lichte laag bevat vet;

Weefselcellen liggen gewoonlijk dicht opeengepakt, maar op elektronenmicroscopische afbeeldingen is toch bijna altijd een open ruimte zichtbaar tussen de celmembranen van naburige cellen. Deze spleet is steeds 150 tot 200 A breed. In de open ruimten bevindt zich de weefselvloeistof, die elke cel omspoelt. Via deze weefselvloeistof worden stofwisselingsprodukten aangevoerd en afgevoerd. De weefselvloeistof vormt de verbinding tussen het bloed in de haarvaten en de cellen. Soms treft men cellen aan die met hun wanden direct tegen elkaar liggen, zodat tussen de membranen geen open ruimte zichtbaar is. Dit komt bijvoorbeeld voor in de cellagen die een holte (darm, bloedvaten enz.) omsluiten. De cellen liggen daar vast aaneengesloten, wat waarschijnlijk dient om te voorkomen dat vloeistoffen vanuit de holte tussen de cellen doordringen in het omringende weefsel.

Het celmembraan is doorgankelijk voor allerlei stoffen, die worden uitgewisseld. Het opnemen van stoffen uit de omgeving gebeurt vaak actief. Dit wil zeggen dat het celmembraan de stoffen die nodig zijn en opgenomen moeten worden ‘herkent’ en doorlaat, en andere stoffen die de cel niet nodig heeft tegenhoudt.

Bij cellen die speciaal bedoeld zijn voor het opnemen van stoffen uit de omgeving (bijvoorbeeld darmcellen) komen op het buitenoppervlak van de cel vele kleine, vingervormige uitsteeksels voor, de microvilli (kleine vlokken). De microvilli liggen dicht opeengepakt en kunnen met de lichtmicroscoop niet afzonderlijk worden onderscheiden. Daarom spreekt men van de ‘borstellaag’ van de cel. Omdat alle microvilli bedekt zijn door een uitstulping van het celmembraan, wordt daardoor de totale oppervlakte van het membraan enorm veel groter. Hierdoor wordt de opname van stoffen uit de omgeving veel gemakkelijker.

Op twee manieren kan de cel stoffen uit de omgeving opnemen. Opgeloste stoffen, zoals de voedselmoleculen in de darm, kunnen dwars door het celmembraan heen de cel binnenkomen.

Grotere deeltjes worden opgenomen door fagocytose (het ‘eten van de cel’). Het celmembraan sluit zich dan om het deeltje heen, waarna de delen van het membraan die elkaar boven het deeltje raken, met elkaar versmelten. Het ‘ingepakte’ deeltje kan vervolgens dieper in het cytoplasma doordringen, waar het wordt verteerd door enzymen die zich in het cytoplasma van de cel bevinden. Fagocytose komt onder andere voor bij witte bloedlichaampjes, die bacteriën en andere ziektekiemen kunnen ‘opeten’ en onschadelijk kunnen maken.

Bij een dergelijke opname van vloeibare stoffen spreekt men van pinocytose (het ‘drinken van de cel’).

Hoe bij kliercellen de afscheiding van stoffen in zijn werk gaat, is al beschreven bij het Golgi-apparaat en het endoplasmatisch reticulum. Het af te scheiden eiwit wordt gemaakt door de ribosomen, daarna ‘ingepakt’ door een membraan van het Golgi-apparaat, en vervolgens langs de membranen van het endoplasmatisch reticulum naar het celmembraan gebracht.

Het membraan van het Golgi-apparaat, dat de uit te scheiden stof als een blaasje omgeeft, versmelt met het celmembraan. Het afscheidingsprodukt komt daarbij buiten de cel (in de afvoerbuis van een klier) te liggen. Volgens deze opvatting wordt het celmembraan dus opgebouwd als een mozaïek of een lappendeken uit talloze membraantjes van het Golgi-apparaat, de ‘voorraadschuur’ van materiaal voor het celmembraan. Hoe het celmembraan gemaakt wordt bij celtypen die geen stoffen uitscheiden, is nog niet precies bekend.