Grenzmembran

Grenzmembran ist der Oberbegriff für die Membran, die das Innere einer Zelle oder eines Zellkompartiments von der Umgebung trennt. Im Alltag wird oft der Begriff Zellmembran verwendet; fachsprachlich kann Grenzmembran auch die Membranen anderer Strukturen bezeichnen, etwa die Kernmembran oder Membranen von Organellen wie Mitochondrien. Sie bildet die äußere Begrenzung der Zelle und regelt den Stoffaustausch, das osmotische Gleichgewicht und die Kommunikation mit der Umgebung.

Aufbau und Zusammensetzung: Die Grenzmembran besteht überwiegend aus einer Phospholipid-Doppelschicht, in der Proteine eingebettet oder angelagert sind. Die Lipide schaffen eine amphiphile Barriere, deren Außen- und Innenseite unterschiedliche Lipidzusammensetzungen aufweisen. Cholesterin und Sphingolipide beeinflussen Fluidität und Stabilität. Membranproteine erfüllen vielfältige Funktionen und können integral die Membran durchqueren oder als periphere Proteine anhaften. Extrazelluläre Glykoproteine und Glykolipide tragen zur Zellidentität und Erkennung bei.

Funktionen und Dynamik: Die Grenzmembran dient als semipermeable Barriere und kontrolliert selektiv den Transport von Ionen und Molekülen. Sie trägt zur Aufrechterhaltung des Membranpotentials und zur Reizweiterleitung bei, ermöglicht Signaltransduktion über Membranrezeptoren und stellt Bindungsorte für Zellen her, etwa in der Gewebestruktur. Die Membran ist an der Zelladhäsion beteiligt und spielt eine Rolle in der Immunerkennung.

Transportmechanismen: Der Stoffwechsel der Membran umfasst passiven Transport durch Diffusion, erleichterte Diffusion und aktiven Transport über Pumpen, erleichterte Transporter und Vesikelprozesse wie Endo- und Exozytose. Der Aufbau wird durch das Fluid-Mosaic-Modell beschrieben, das die flexible, sich ständig reorganisierende Natur der Membran betont.

Varianten und Bedeutung: Obwohl Grundprinzipien ähnlich bleiben, unterscheiden sich Grenzmembranen je nach Zelltyp und Organismus in Komposition und Spezialisierung. Organellmembranen zeigen ähnliche grundlegende Eigenschaften, sind jedoch oft spezifisch angepasst, um zentrale Funktionen des jeweiligen Kompartiments zu unterstützen.