Niezwykłe bariery. O błonach półprzepuszczalnych i osmozie

Komórka jest otoczona błoną komórkową. Występowanie wewnątrz niej jądra komórkowego jest podstawą podziału organizmów na jądrowe (eukarionty, łac. Eucaryota) i bezjądrowe (prokarionty, łac. Procaryota). U większości prokariontów, roślin, grzybów i niektórych innych grup organizmów na zewnątrz błony komórkowej występuje dodatkowo charakterystyczna struktura o złożonej i zróżnicowanej budowie – ściana komórkowa. Jest to struktura martwa, nie wykazująca własnego metabolizmu. Wewnątrz komórki znajduje się cytoplazma, a u eukariontów także szereg wewnętrznych organelli pełniących określone funkcje, np. mitochondria, plastydy, aparat Golgiego, wakuole i inne.

Błona komórkowa nazywana też błoną cytoplazmatyczną lub plazmolemmą jest zbudowana z dwóch warstw fosfolipidów oraz białek, z których część jest luźno związana z powierzchnią błony (białka powierzchniowe), a inne przebijają błonę (białka transbłonowe) lub są w niej w jakiś sposób zakotwiczone (białka błonowe).

Zauważmy, że błona komórkowa pełni bardzo ważną funkcję – oddziela środowisko zewnętrzne od wnętrza komórki. Roli tej nie w sposób przecenić, gdy tylko uświadomimy sobie, że życie przynajmniej na poziomie molekularnym jest złożonym zespołem ściśle sprzężonych procesów fizyko-chemicznych i jako takie wymaga do ich prowadzenia odpowiednich warunków, m.in. właśnie oddzielenia ich od uorganizowanego w inny sposób środowiska zewnętrznego. 

Błona komórkowa jako bariera nie może być jednak całkowicie nieprzepuszczalna, ponieważ żadna komórka nie mogłaby żyć jako układ izolowany, tj. bez możliwości wymiany materii i energii z otoczeniem.

Tak więc błona komórkowa z jednej strony musi stanowić barierę oddzielającą wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego, a jednocześnie umożliwiać transport pewnych substancji w obie strony. Tego typu barierę nazywamy błoną (membraną) półprzepuszczalną. Oczywiście półprzepuszczalność jest tylko jedną z cech błony komórkowej, ponieważ ma ona dużo bardziej skomplikowaną budowę niż tu to pokrótce nakreślono.

Błony półprzepuszczalne wykazują szereg bardzo interesujących właściwości, z którymi możemy się zapoznać. W dalszej części artykułu chciałbym zaproponować Czytelnikowi przeprowadzenie kil...