ภาพที่ 2A |
ภาพที่ 2B |
เซลล์ทุกชนิดมีผิวเปลือกหุ้มภายนอก เรียกว่า plasmalemma หรือ plasma (cell)
membrane ในที่นี้ให้ถือ cell membrane เป็นหนึ่งใน membranous organelles
ผิวเปลือกหุ้มของเซลล์ หรือออร์แกนแนลชนิดใดก็ตาม ส่วนใหญ่ไม่สามารถบ่งชี้ได้
ในระดับกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา เพราะบางมาก คือ ผิวเปลือกหุ้มเซลล์ มีความหนาประมาณ
8 -10 นาโนเมตร แต่สิ่งที่เห็นเป็น ขอบเขตของสารที่เกาะผิวนอกของเยื่อหุ้มเซลล์
หรือเกิดจาก refractive index ระหว่างอาณาเขต ที่เยื่อเนื้อผิวกั้นแตกต่างกัน
plasmalemma แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ
- external plasmalemma
เป็นผิวเปลือกหุ้มตัวเซลล์
- intraplasmalemma
เป็นผิวเปลือกหุ้มพวกออร์แกนแนล ที่แขวงอยู่ใน cytoplasm
plasmalemma ทั้ง 2 ชนิด มีความแตกต่างกัน นอกจากตำแหน่งที่พบแล้ว intraplasmalemma นั้น บางกว่า และมี cholesterol โมเลกุล เป็นองค์ประกอบน้อยกว่า ชนิดแรก แต่พบ glycocalyx หรือ cell coat เฉพาะที่ผิวของ external plasmalemma เท่านั้น ในการศึกษา TEM plasma membrane มีลักษณะเป็นแผ่น เรียงซ้อนกัน 3 ชั้น เรียกว่า trilamina และมีชื่อเฉพาะเรียก UNIT MEMBRANE (รูปภาพที่ 2B) ชั้นทั้ง 3 ได้แก่ outer electron-dense layer, intermediate (electron-lucent หรือ nonstaining) layer และ inner electron-dense layer
ในระดับโมเลกุลพบว่า โมเลกุลภายใน plasma membrane มีการเรียงตัวเป็นระเบียบ โดยมีการจำลองรูปแบบมีชื่อเรียกว่า modified fluid-mosaic model นั่นคือ ประกอบด้วยโมเลกุล 3 ชนิด คือ phospholipids, cholesterols และโปรตีนโมเลกุล โครงสร้างโมเลกุลไขมัน สร้างมาจาก fatty acid chains ที่พับซ้อนเป็น 2 ชั้น เรียก phospholipid bilayer เนื้อด้านในเป็นส่วนไม่ชอบน้ำ (membrane hydrophobic) ผิวเนื้อด้านนอกทั้งสองข้างเป็น polar head groups ของไขมันโมเลกุล (surface hydrophilic)
1. Integral proteins เป็นพวกโปรตีนที่เสียบบางส่วนหรือทะลุผ่านเนื้อ phospholipid bilayer ทำหน้าที่เกี่ยวกับ receptors หรือช่องทางผ่านติดต่อระหว่างเซลล์ เป็นต้น
2. Peripheral proteins เป็นพวกโปรตีนฉาบหรือเกาะ ที่ผิวเปลือกด้านในหรือนอก ของเนื้อไขมันเท่านั้น
บริเวณผิวเปลือกด้านนอกของ plasma membrane พบมีโมเลกุลของคาร์โบไฮเดรด เชื่อมติดกับโมเลกุลของโปรตีน สร้างเป็น glycoproteins หรืออาจจะเชื่อมกับโมเลกุลไขมัน สร้างเป็น glycolipids พวกโมเลกุลที่ผิวเปลือกดังกล่าว หมายถึง cell coat หรือ glycocalyx ซึ่งมีความสำคัญเกี่ยวกับ เมตตาบอลิซึม ฐานความทรงจำของเซลล์ (cell recognition) ความสัมพันธ์ของเซลล์ข้างเคียง (cell association) และฐานรับพวกฮอร์โมนที่มากระตุ้น ตัวเซลล์
Integral proteins สามารถบ่งชี้ได้ โดยขบวนการเตรียมพิเศษ คือ Freeze Fracture ซึ่งมี หลักการในการทำให้เนื้อเยื่อผิวเปลือกแข็งด้วยความเย็นจัด ต่อมากระเทาะด้วยมีดเย็นแข็ง เป็นผลให้เนื้อไขมันที่เป็น phospholipid bilayer แยกออกเป็น monolayer 2 ด้านหรือหน้า คือ E-face (เป็นด้านที่เยื่อหุ้มเซลล์ด้านหลังติดกับ extracellular space) และ P-face (ด้านที่เยื่อหุ้มเซลล์ที่ด้านหลังติดกับ protoplasm) ต่อมานำหน้าทั้ง 2 ที่ได้ มาเคลือบด้วย carbon-patinum เพื่อนำ replicae (แบบพิมพ์) มาศึกษาในระดับ TEM พบว่า P-face มักมี protein particles จำนวนมากกว่า E-face ลักษณะของ E-face เป็นหลุมที่สวมเข้ากับส่วนนูนของ P-face
หน้าที่ของ integral proteins มีความสำคัญเกี่ยวกับการทำงานของเซลล์ โดยให้เป็นโครงสร้างที่ทำหน้าที่ ดังนี้
- Pumps ช่วยในการขนส่งอิออนเฉพาะ เช่น Na+ ผ่านผิวเนื้อเปลือกของเซลล์
- Channels สร้างเป็นช่องทางผ่านของอิออนและโมเลกุลบางชนิด เช่น ใน gap junctional proteins
- Receptor proteins เป็นฐานรับที่ผิวเปลือกเซลล์ เพื่อการทรงจำหรือใช้จับสารที่อยู่ ภายนอกตัวเซลล์ เช่น ขบวนการกระตุ้นของพวกฮอร์โมน การเกิด coated vesicle endocytosis เป็นต้น
- Transducers เกี่ยวกับการทำงานควบคู่กับ membrane receptors เป็นผลทำให้น้ำย่อย หลายชนิดเกิดต่อเนื่องภายในเซลล์ ตามด้วยมีการจับของ ligand (หมายถึง โมเลกุลใดๆ ที่สามารถจับฐานรับที่บริเวณผิวเปลือกเซลล์) และมี ligand บางชนิด ทำหน้าที่เป็น messenger molecules
- Enzymes เป็นน้ำย่อยหลายชนิด เช่น adenosine triphosphatase ที่มีหน้าที่สำคัญ เกี่ยวกับอิออนปั้ม และการย่อยอาหาร
- Structural proteins เป็นโครงร่างยึดติดกับเซลล์ข้างเคียง เช่น พบใน tight junctions, desmosomes เป็นต้น
