【中華百科全書●科學●細胞膜】

楊籍富

【中華百科全書●科學●細胞膜】

 

細胞膜（CellMembrane），係隔開內部細胞質，與外部介質間的一層界面，此名稱為早期細胞形態學家所訂定。

 

近年來從物理化學及生化學觀點，研究此一界面薄膜之結構與功能，遂改稱為質膜（PlasmaMembrane）。

 

羅勃森（Robertson，一九六二）基於電子顯微鏡之觀察結果，提出單位膜觀念（UnitMembraneConcept），闡釋質膜之分子結構模型。

 

即一個單位膜，需由裏外兩層蛋白質層，與中間一層脂肪層所組成，前者電子密度（ElectronDensity）較高、較緻密，後者較低、較疏鬆。

 

每層蛋白質層厚度約為15～20Å，而脂肪層厚度約為35～45Å，故一單位膜之平均厚度為70～75Å。

 

後來因多項深入研究發現，以單位膜觀念解釋質膜構造似乎過分簡單，而應以自然多層脂蛋白系統之觀念（ConceptofNaturalMulti-layeredLipoproteinSystems），來解釋細胞膜之分子結構較為合適，例如髓鞘（MyelinSheath）與感光器（Photoreceptors）均屬多層脂蛋白膜系統。

 

最近更提出一個流體鑲嵌模式（TheFluidMosaicModel）來說明質膜各主要組成分，在分子層次上之整合情形，亦即在一連續的脂肪雙分子層（LipidBimolecularLayer）中，有完整的蛋白質（IntegralProteins）插入其間。

 

並且此兩大成分在整個雙層內能作平移性擴散作用（TranslationalDiffusion），因此質膜呈現一種類似流體結構（Quasi-fluidStructure）。

 

此種質膜之鑲嵌配置性，乃是藉冷凍浸蝕技術（FreezeetchingTechnique）探究而得，並發現蛋白粒子，分布在雙層之開裂面上。

 

脂肪成分之流動性，可經由X光繞射法（X-rayDiffraction）、示差熱分析（DifferentialThermalAnalysis）與電子自旋技術（ElectronSpinTechniques），而間接地獲得證明。

 

完整蛋白質成分之流動性，則可藉細胞融合（CellFusion）以及表面抗原之群聚與覆蓋（ClusteringandCappingofSurfaceAntigens）試驗而得。

 

質膜常因吸收、分泌，以及輸送等生理功能之差異，而在構形上產生種種之分化，以致有微絨毛（Microvilli）、橋粒體（DesmosomeorMaculaAdherens）、頂帶體（ZonulaAdherens）、閉塞帶（ZonulaOccludens）、空隙處（Nexus）、胞間小管（IntercellularCanaliculus）、質膜折細管（MembraneFolds）等特殊構造物出現。

 

質膜之主要機能，在於調節物質分子進出細胞內外，然因各種物質分子大小不同，性質各異，以致質膜藉四種機制來行使調節作用：一、滲透性（Permeability）：控制能溶於水之小分子的進出；

 

二、吞噬作用（Phagocytosis）：控制固態大分子之攝取；

 

三、吸液作用（Pinocytosis）：控制液態大分子之吸收；

 

四、主動運輸（ActiveTransport）：藉透膜（Permeases）、移轉（Translocases）與生物能量（ATP）之攜帶，把離子、分子或其他質粒，運送越過質膜界面，而進出細胞內外。

 

在質膜外表，尚有一層保護膜，稱為糖原萼膜（Glycocalyx），係由醣蛋白（Glycoprotein）、醣脂（Glycolipid）與多醣類所組成，在內質網與高氏複合體內合成後再排放出來。

 

除保護作用外，糖原萼膜還兼司分子鑑識（MolecularRecognition）和液體擴散控制之功能，並作為血型抗原，以及跟細胞移植排斥有關之物質的坐落位置。

 

（楊政川）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=5792