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Membran

 

[mittelhochdeutsch membrane »Pergament«, von lateinisch membrana »Haut«, »Häutchen«] die, -/-en,  

 1) Biologie: im weiteren Sinn dünnes Häutchen, das trennende oder abgrenzende Funktion hat (z. B. Basal-, Befruchtungs-, Synovialmembran).

 

Im engeren Sinn die aus einer Lipiddoppelschicht (Dicke etwa 4-5 nm) aufgebaute Zellmembran (Elementarmembran), die als intrazelluläre Membran Bestandteil und als Plasmamembran Begrenzung der Zellen aller Pro- und Eukaryonten ist. Sie wird aufgrund des überall gleichen Bauprinzips auch als Einheitsmembran (englisch »unit membrane«) bezeichnet, wenngleich diese Bezeichnung der Vielfalt der Funktionen und chemischen Zusammensetzung der Membran nicht gerecht wird. In der Lipiddoppelschicht sind Membranproteine gelöst, wobei prinzipiell unterschieden werden kann zwischen in die Membran eingelagerten (intrinsischen) Proteinen und peripher angelagerten (extrinsischen) Proteinen. Diese Vorstellung von einer flüssig-kristallinen Lipiddoppelschicht mit darin relativ frei beweglichen Membranproteinen entspricht dem heute gültigen Flüssig-Mosaik-Modell (englisch »fluid mosaic model«) der Membran. Der relative Anteil an Proteinen und deren Art (z. B. Glykoproteine) sind abhängig von der Membranfunktion, die u. a. besteht in der Abtrennung von Reaktionsräumen (Kompartimentierung) und der inneren Organisation der Zelle (z. B. die Abgrenzung des Zellkerns und bestimmter Organellen vom Zytoplasma), der Trennung von Ionen u. a. osmotisch aktiven Molekülen und dem Transport von Ionen und Substanzen. Weiterhin erfüllt die Zellmembran verschiedene Aufgaben im Dienst der Zell-Zell-Erkennung, der Immunabwehr und bei Entwicklungs- und Differenzierungsprozessen, und sie vermittelt über Rezeptoren und spezielle Botenstoffe die Reaktion auf Signale von außen (z. B. über Hormone, Neurotransmitter) und viele andere. Die Voraussetzung für die Erfüllung dieser Funktionen und für die Aufrechterhaltung des Membranpotenzials ist die Tatsache, dass die Membran nur für kleine, hydrophile Moleküle durchlässig ist (halbdurchlässige oder semipermeable Membran). Hierauf beruhen alle Erscheinungen der Osmose. Die Bildung und Auflösung von Membranen v. a. im Zusammenhang mit Endocytosen und Exocytosen werden als Membranfluss bezeichnet.

 

 2) Chemie: dünne, meist poröse Wand zur Trennung von Flüssigkeiten oder Gasen unterschiedlicher Zusammensetzung (Membranverfahren). Eine semipermeable (halbdurchlässige) Membran (Diaphragma) ist für mindestens eine Molekülsorte undurchlässig, wodurch sich im Gleichgewicht Druckunterschiede ausbilden; handelt es sich bei den zurückgehaltenen Teilchen um geladene Stoffe, so treten zusätzlich noch elektrische Potenzialunterschiede auf.

 

 3) Technik: am Rand eingespannter, flächenhafter Körper, z. B. in Mikrofonen, Lautsprechern, meist ein dünnes, schwingungsfähiges Gebilde aus Metall, Kohle, Kunststoff oder Hartpapier in Form einer Platte oder eines Kegels, geeignet zur Übertragung von Druckänderungen. Flach-, Well- oder Topfmembran (Rollmembran) in Mess- und Regelgeräten sowie in Membranpumpen bilden elastische Trennwände zwischen zwei Medien.