קרום התא

איור של קרום תא

ממברנת התא

קרום התא או ממברנת התא (באנגלית: Cell membrane) הוא ממברנה ביולוגית העוטפת את התא, המורכבת מדו-שכבה ליפידית ומחלבונים שונים. קרום התא מפריד בין הציטופלזמה ובין הסביבה החוץ-תאית ומאפשר רק לחלק מהחומרים לעבור דרכו פנימה והחוצה. בכך מאפשר הקרום לתא לקיים בתוכו תנאים השונים מאשר מחוצה לו ולתפקד כיחידה עצמאית. לקרום התא אופי נוזלי ולרוב אינו סימטרי; תכונות אלו חיוניות לתפקודו המלא של התא. קרום התא נמצא בכל התאים של כל היצורים החיים.

ליפידים בקרום התא

ליפידים בקרום התא

פוספוליפידים

הפוספוליפידים מסתדרים בשתי שכבות כאשר הראשים נמצאים כלפי חוץ, לכיוון הציטופלזמה והנוזל החוץ תאי; והזנבות ביניהם, כלפי פנים הממברנה.

הפוספוליפידים הם מרכיביה העיקריים של הממברנה. פוספוליפידים הם ליפידים בעלי ראש הידרופילי, "אוהב מים", ושני זנבות של חומצות שומן הידרופוביות, "שונאות מים". הפוספוליפידים מסתדרים בשתי שכבות כאשר הראשים נמצאים כלפי חוץ, לכיוון הציטופלזמה והנוזל החוץ תאי; והזנבות ביניהם, כלפי פנים הממברנה. בזכות מבנה זה מהווה הממברנה חיץ הידרופובי בין שתי תמיסות מימיות, פנים התא והסביבה החיצונית, אשר מאפשר מעבר בררני של חומרים דרך הממברנה וכן שמירה על צורתה על אף נוזליותה. המבנה הדו-שכבתי ממזער את חשיפתן של הקבוצות ההידרופוביות למים, ולכן מבנה הממברנה רצוי מבחינה אנרגטית, ונקב בממברנה החושף קבוצות הידרופוביות למים שבסביבה ייאטם במהרה.

תנועת הפוספוליפידים

הפוספוליפידים יכולים לשנות את מיקומם. ידוע על שלוש תנועות עיקריות: תנועה לטרלית שהיא תנועה לצדדים (lateral diffusion), קפיצה (למעלה ולמטה) (flip-flop) ותנועה סיבובית (rotation). תנועות אלה מסייעות לממברנה לשמור על נוזליותה, שכן הן מונעות מהליפידים להידחס לשכבה מוצקה.

סטרולים

סטרולים דוגמת הכולסטרול הם ליפידים הבנויים מארבע טבעות קשיחות של פחמן. תפקיד הסטרולים בממברנה הוא בעיקר הורדת גמישותה.

ליפידים נוספים

בממברנה סוגי ליפידים נוספים. בהם הגליקוליפידים ועוד סוגי גליצרידים.

חלבוני הממברנה

ערך מורחב – חלבוני ממברנה

חלבוני הממברנה מבצעים את רוב תפקודי קרום התא. לעיתים מופעלים חלבונים אלה על ידי חלבון ממברנה פריפריאלי.

• חלבוני העברה מסייעים למעבר חומרים בין שני עברי התא.
  • תעלות הן נקבים גליליים בממברנה שדרכם עוברים חומרים במורד מפל ריכוזם. חלק מהתעלות נפתחות ונסגרות באופן מבוקר, ואילו אחרות פתוחות באופן קבוע.
  • נשאים מעבירים חומרים בדיפוזיה מזורזת, במורד מפל ריכוזים. נשאים מסוגלים להיקשר לחומר מסוים (או לכמה חומרים דומים). הקישור משנה את מבנם המרחבי, והם משחררים את החומר בצדה השני של הממברנה. העברה של חומרים במורד מפל ריכוזם וללא השקעת אנרגיה על ידי תעלות או נשאים נקראת העברה סבילה.
  • משאבות הן סוג של נשאים הדורשים השקעת אנרגיה (שמקורה בדרך כלל ב-ATP) לצורך פעילותם, והן מאפשרות מעבר של חומרים כנגד מפל ריכוזם. העברת חומרים כנגד מפל הריכוזים ותוך השקעת אנרגיה על ידי משאבות נקראת הובלה פעילה.
• קולטנים מסייעים לתקשורת תאית בתוך התא, עם תאים שכנים לו, ועם הגוף כולו. בחלבונים אלה ישנם אתרי קישור להורמונים וחלבונים אחרים אשר ביכולתם לשנות את תפקוד התא.
• חלבוני היכרות הם גליקופרוטאינים (חלבונים בעלי שיירת סוכרים) המהווים מעין טביעת אצבע של התא, ומסייעים לזיהויו.
• חלבוני היצמדות מצמידים תאים מאותה הרקמה זה לזה.
• אנזימים מזרזים או מעכבים תגובות כימיות הנעשות בשטח הפנימי של התא.

מעבר חומרים דרך קרום התא

ריכוז חומרים משני צידי קרום התא

	נוזל תוך-תאי	נוזל חוץ-תאי
Na+	10 mEq/L	142 mEq/L
K+	140 mEq/L	4 mEq/L
Ca2+	0.0001 mEq/L	2.4 mEq/L
Cl-	4 mEq/L	103 mEq/L
Mg2+	58 mEq/L	1.2 mEq/L
HCO3-	10 mEq/L	28 mEq/L
גלוקוז	0-20 mg/dl	90 mg/dl
חומצות אמינו	200 mg/dl	30 mg/dl
חומציות	7.0 pH	7.4 pH

לערך מורחב יותר על מעבר חומרים דרך קרום התא, ראו מנגנוני מעבר דרך ממברנות ביולוגיות.

קרום התא מאפשר מעבר סלקטיבי של חומרים. קצב מעברם נשלט ויכול להתגבר או להיחלש לפי הצורך. חומרים יכולים לעבור באופן סביל, עם כיוון מפל הריכוזים שלהם, בפעפוע דרך הקרום ודרך תעלות בקרום, ובפעפוע מסויע דרך נשאים בקרום. נשאים מסוימים יכולים להעביר חומרים דרך קרום התא באופן פעיל, נגד מפל הריכוזים שלהם.

תהליכי המעבר הסבילים והפעילים יוצרים ריכוזים מסוימים של חומרים מחוץ לתא ובתוכו, המאפשרים לתא לתפקד.

הובלה סבילה

מעבר חומרים בפעפוע פשוט הוא המעבר הפשוט ביותר דרך קרום התא. הוא מתבצע על ידי הפרשי הריכוזים (מפלי הריכוז) של החומרים המומסים בתא ומחוץ לו. בצורה זו חומר נע מאזור שבו ריכוזו גבוה לאזור שבו ריכוזו נמוך.

מולקולות לא קוטביות או קוטביות וקטנות כמו: חמצן, חנקן, פחמן דו-חמצני (וכן מים) יכולות לעבור בפעפוע את הממברנה הליפידית. מולקולות גדולות יותר או מולקולות קוטביות, וכן יונים, אינם יכולים לעבור בפעפוע דרך הליפידים בממברנה אלא עוברים דרך החלבונים החוצים את הקרום בתהליך המכונה פעפוע מסויע.

אוסמוזה היא מקרה פרטי של דיפוזיה, שבו מתרחש מעבר של מים דרך הממברנה במורד מפל ריכוזם, דהיינו, מתמיסה שבה ריכוז המומסים נמוך יותר לתמיסה שבה ריכוז המומסים גבוה יותר. האוסמוזה מושפעת מיחס ריכוזם של כלל המומסים בין שני צדי הממברנה. בתהליך הפלסמוליזה מתכווץ התא עקב איבוד מים כתוצאה מהאוסמוזה.

הובלה פעילה

הובלה פעילה מתארת רתימת אנרגיה לשם הובלת חומרים דרך קרום התא, עם מפל הריכוזים ולסך הכוחות הפיזיקליים המשפיעים על מעבר אותם חומרים. הובלה פעילה מתבצעת בעזרת חלבונים טרנסממברנלים המנצלים אנרגיה כימית זמינה באופן ישיר או עקיף, כדי לקשור אליהם חומרים ולהובילם דרך קרום התא.

לאנרגיה הנדרשת להובלה פעילה שני מקורות אפשריים. המקור הראשון הוא שימוש ישיר באנרגיה הכימית הגלומה במולקולות ATP (אדנוזין תלת-זרחתי). הובלה מסוג זה מכונה הובלה פעילה ראשונית. מקור אנרגיה נוסף להובלה גלום במפל הריכוזים שיוצרת הובלה פעילה ראשונית. הובלה מסוג זה מכונה הובלה פעילה שניונית.

אנדוציטוזה ואקסוציטוזה

באנדוציטוזה נוצר שקע בממברנה אשר שוקע אט אט אל תוך התא ונוצרת בועית אשר מתנתקת מהקרום ונכנסת לתא. בועית זו נקראת בועית מייבאת והיא בדרך כלל מתאחה עם הרשת האנדופלסמתית, עם הליזוזום או עם מנגנון גולג'י.

באקסוציטוזה בועית מייצאת מתאחה עם הממברנה ותוכנה יוצא מן התא. הבועית מייצאת חומרי פסולת וחומרים אחרים מן התא החוצה ממנו. תהליכי האנדוציטוזה והאקסוציטוזה משלימים זה את זה לתנועה מחזורית של הליפידים המרכיבים את הממברנה. האנדוציטוזה גורעת ליפידים מהממברנה, בעוד שהאקסוציטוזה תורמת לממברנה ליפידים.

ראו גם

• נשאים רב תרופתיים

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא קרום התא בוויקישיתוף

• ארז גרטי, הממברנה – קרום התא, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 30 ביולי 2009

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0