Свойство полупроницаемости цитоплазменной мембраны не следует понимать слишком упрощенно как наличие в мем­бране капиллярных каналов стабильного сечения.

Полупроницаемость присуща живой, здоровой, неповреж­денной цитоплазме и не является постоянным свойством. Ци­топлазма как носитель жизни клетки непрерывно поглощает кислород из воздуха, выделяет наружу углекислоту. Вещества цитоплазмы реагируют друг с другом и с веществами, прони­кающими в клетку извне; в ней непрерывно происходят процессы обратимой коагуляции, пептизации и др. В результате этих процессов проницаемость цитоплазменной мембраны не­прерывно изменяется, поры ее пульсируют, становясь то боль­ше, то меньше.

Если клетка подвергается неблагоприятным внешним воз­действиям (механическим травмам, обработке высокими тем­пературами и другим экстремальным факторам), то на такие воздействия она реагирует комплексом однотипных измене­ний, свидетельствующих о ее раздражении.

Цитоплазменную мембрану можно представить в виде пленки, натянутой на прямоугольный каркас грани клеточной оболочки. Если теперь к ЦПМ поднести нагретый до высокой температуры предмет - горящую спичку, например, то она ис­пытает болевое ощущение, раздражение, подобное тому, кото­рое испытывают животные. Доза полученного цитоплазмен­ной мембраной раздражения пропорциональна площади ее по­верхности.

Животное, получив сигнал от периферической нервной системы в головной или спинной мозг, может избавиться от раздражения, вызванного прикосновением к горячему пред­мету, отойдя от него или отдернув лапу. Так как ЦПМ не спо­собна передвигаться, она может умерить болевое раздраже­ние, сократив площадь своей поверхности. А так как масса цитоплазменной мембраны G пропорциональна произведе­нию площади поверхности пленки S на ее толщину а и явля­ется величиной постоянной (G = f(S а) = const), то уменьше­ние S должно приводить к увеличению а, т.е. к образованию сгустков. При этом идет сближение коллоидных мицелл, их слипание, укрупнение, в результате чего создаются предпо­сылки для коагуляции. Образующиеся на поверхности цито­плазменной мембраны узелки оттягивают на себя белковую массу вещества цитоплазменной пленки, и, следовательно, между этими узелками будут создаваться пустоты - поры в ЦПМ будут увеличиваться. Таким образом, клеточная про­ницаемость под влиянием раздражающих факторов должна возрастать:

где S_o - общая площадь поверхности, на которую «натянута» ЦПМ; S_б - площадь поверхности белковых веществ, образующих массу ЦПМ; S_п - суммарная площадь поверхности пор в цитоплазменной пленке.

Поскольку общая площадь поверхности «рамки» S_o - вели­чина постоянная, то ясно, что уменьшение площади поверх­ности белкового тела цитоплазмы S_g должно приводить к воз­растанию площади пор S_n

Таким образом, каким бы раздражителем ни подействовать на цитоплазму - механическим повреждением, высокой темпе­ратурой, электрическим током и тому подобное, реакция ее на эти разные раздражители оказывается всегда одинаковой: вяз­кость ее возрастает, коллоидные мицеллы слипаются в круп­ные агрегаты, между которыми образуются большие проходы. Начавшаяся коагуляция приводит к увеличению клеточной проницаемости.

Если источник раздражения убрать и если раздражение при этом не достигло критического порога, то происшедшие изме­нения становятся обратимыми: сгустки рассасываются, по­верхность пор затягивается, проницаемость уменьшается и до­стигает первоначального небольшого значения.

Если критический порог раздражения был превышен, то происходит необратимая коагуляция коллоидов цитоплазмы, сопровождаемая предельным возрастанием клеточной прони­цаемости, разрывом цитоплазменной оболочки и гибелью клетки. При этом вещества, находящиеся внутри клетки и растворенные в клеточном соке, высвобождаются и через ра­зорванную цитоплазменную мембрану легко выходят вместе с соком наружу. Так, если погрузить кусочек красной свеклы или лист красной капусты в холодную воду, то даже при дли­тельной выдержке вода окрашиваться не будет либо окрасит­ся очень слабо: живая, неповрежденная цитоплазма не выпу­скает окрашенного сока из клетки. Но если свеклу или капу­сту нагреть до 60-70 °С, то цитоплазма гибнет, красящие ве­щества из ткани начинают свободно выходить, и вода окра­шивается.

На этом свойстве убитых клеток выпускать наружу заклю­ченные в них питательные вещества основываются многие процессы в консервном производстве, такие, как предвари­тельная обработка плодов до прессования электрическим то­ком или нагреванием, обработка горячей водой или паром при варке варенья, измельчение и посол капусты при кваше­нии и др.