Membranfläche

Membranfläche bezeichnet in der Biologie die Oberfläche einer Membran, insbesondere der Plasmamembran oder intrazellulärer Membranen, die dem Austausch von Substanzen und Signalen dient. Die Größe und Struktur der Membranfläche beeinflussen, wie schnell Stoffe durch Membranen diffundieren oder transportiert werden können.

Membranen bestehen aus einer Lipid-Doppelschicht mit integrierten Proteinen. Die Lipidzusammensetzung, der Cholesterinanteil und die Proteindichte bestimmen die Oberflächenchemie, Fluidität und die Bildung von Mikrodomänen. Die Membranfläche wird durch Faltungen vergrößert, zum Beispiel durch Mikrovilli in der Dünndarmepithelzelle oder durch die verzweigten Membransysteme des endoplasmatischen Retikulums. Innen- und Außenflächen ermöglichen unterschiedliche Reaktionen und Funktionen.

Zu den zentralen Funktionen der Membranflächen gehören der selektive Transport von Molekülen, der Austausch von Ionen, die Aufnahme und Abgabe von Nährstoffen sowie die Kommunikation durch Rezeptoren. Die innere Membran von Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten bietet eine vergrößerte Fläche für Energieumwandlung und metabolische Prozesse. Membranen ermöglichen auch Membranfusion, Endo- und Exozytose sowie Signaltransduktion über membranständige Proteine.

In der Praxis wird die Membranfläche oft morphologisch bestimmt oder durch Modelle abgeschätzt. In Organen wie Dünndarm, Lunge und Niere ist die Membranfläche besonders hoch, was eine zentrale Rolle für Absorption, Gasaustausch und Filtration spielt. Veränderungen der Membranfläche beeinflussen Transport- und Stoffwechselprozesse und können Funktionsstörungen verursachen.