Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow АНАТОМИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Посмотреть оригинал

Строение клетки

Цитоплазматическая мембрана

Изучением строения клетки и принципов ее жизнедеятельности занимается наука цитология. Большинство клеток можно увидеть только при помощи микроскопа (средние по размеру клетки имеют диаметр от 20 до 100 мкм).

Клетка — элементарная структурно-функциональная единица живого, обладающая всеми свойствами живых систем: ростом и развитием, размножением, наследственностью и изменчивостью, обменом веществ, саморегуляцией, раздражимостью.

Все многоклеточные и большинство одноклеточных организмов относятся к эукариотам — ядерным, т.е. имеющим клеточное ядро. В группу прокариот (безъядерных) входят главным образом бактерии. Форма, размеры и функции клеток многоклеточного организма очень разнообразны (рис. 1.4), но основной план строения для всех клеток одинаков.

Разнообразие клеток организма

Рис. 1.4. Разнообразие клеток организма:

а — клетки, выстилающие сосуды; 6 — нервная клетка; в — сперматозоид; г— гладкомышечные клетки; д — клетки крови

Каждая эукариотическая клетка состоит из цитоплазматической мембраны, ядра и находящейся между ними цитоплазмы (рис. 1.5). Находящаяся под мембраной цитоплазма содержит гиалоплазму, или цитозоль, органоиды и включения.

Органоиды — постоянно присутствующие в клетке структуры, выполняющие определенные функции. Органоиды делятся на мембранные (они отграничены от гиалоплазмы мембранами, сходными по строению с цитоплазматической) и немембранные (не имеющие мембраны). К первым относятся ядро, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, л изосомы, митохондрии, пластиды (имеются только у растений); ко вторым — рибосомы, клеточный центр, цитоскелет.

Включения — непостоянные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в зависимости от уровня обмена веществ, например гранулы полисахаридов или капельки жира.

Гиалоплазма (цитозоль) — это основное полужидкое вещество (матрикс) цитоплазмы, заполняющее все пространство между органоидами и обеспечивающее их взаимодействие. Здесь протекает и ряд биохимических процессов (гликолиз, синтез некоторых белков и др.).

Животная клетка

Рис. 1.5. Животная клетка:

а — общая схема; 6 — эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и экзоцитоз

Клетки растений, животных и грибов несколько различаются по своему строению. Здесь мы рассмотрим строение животной клетки. В связи с тем, что основные специфические функции нейрона связаны с цитоплазматической мембраной, с этой частью клетки мы ознакомимся более подробно.

Цитоплазматическая мембрана (плазмалемма) (рис. 1.6) толщиной 8—12 нм покрывает клетку и отделяет ее от окружающей среды. Мембрана построена из двух слоев липидов, главным образом фосфолипидов и холестерина. Для мембранных липидов характерной особенностью является то, что их молекула гидрофобна лишь со стороны своих неполярных хвостов (см. подпараграф 1.1.3), а ее головка полярна и поэтому гидрофильна. В результате в водном растворе липиды образуют капли и двуслойные пленки, где гидрофильные головки обращены в сторону водного раствора, а гидрофобные хвосты обращены друг к другу. Такие бислои липидов и являются основой биологических мембран.

Цитоплазматическая мембрана

Рис. 1.6. Цитоплазматическая мембрана

В липиды погружены многочисленные молекулы белков. Одни из них пронизывают двойной слой липидов насквозь (интегральные белки), другие (полуинтегральные белки) погружены в мембрану на различную глубину, а третьи находятся на внешней или внутренней стороне мембраны (периферические белки).

Мембраны, окружающие мембранные органоиды, построены по тем же принципам, что и цитоплазматическая мембрана. Поэтому и цитоплазматические мембраны, и мембраны органоидов объединяют иод названием биологические мембраны. Их отличие состоит в составе входящих в мембраны липидов и белков, что определяет различные свойства и функции биомембран.

Над цитоплазматической мембраной в клетках животных обнаружен гликокаликс, надмембранный слой. Его толщина 3—4 нм. Гликокаликс представляет собой связанные с белками и липидами плазмалеммы ветвящиеся цепочки полисахаридов. Также в гликокаликсе могут быть расположены белки, не связанные с бислоем липидов. Обычно это ферменты, которые расщепляют органические вещества в межклеточной среде.

Функции плазмалеммы.

  • барьерная. Это основная функция мембраны; которая поддерживает целостность клетки, т.е. не дает растекаться ее содержимому, препятствует проникновению в клетку опасных для нее веществ и ограничивает свободную диффузию веществ в клетку;
  • — транспортная. Клетка — открытая система, она постоянно обменивается различными веществами с окружающей ее средой. Плазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью, т.е. способностью пропускать через мембрану в основном те вещества, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности. Транспорт веществ через мембрану (трансмембраниый транспорт) может осуществляться пассивно, без затрат энергии, или активно, с затратой энергии молекулы АТФ при ее расщеплении. Так как липидный бислой хорошо пропускает через себя только гидрофобные вещества, транспорт водорастворимых веществ осуществляется главным образом с помощью интегральных белков.

Пассивный транспорт осуществляется через белки-каналы — белки, в которых есть отверстие (канал), через которое могут за счет диффузии (передвижения частиц из области с большей в область с меньшей концентрацией) проходить низкомолекулярные вещества, например ионы.

Активный транспорт используется в тех случаях, когда надо перенести вещество против градиента концентрации, т.е. из области с меньшей в область с большей концентрацией. Для этого в мембране расположены белки-насосы, которые захватывают вещество с одной стороны мембраны и, используя энергию АТФ, переносят его на другую сторону.

Если через мембрану надо перенести высокомолекулярные вещества (макромолекулы биополимеров или даже какой-либо микроорганизм), используются процессы эндоцитоза или экзоцитоза. При эпдоцитозе перемещаемое вещество присоединяется к клеточной мембране с наружной стороны, после чего на этом участке поверхности формируется впячивание внутрь цитоплазмы (см. рис. 1.5). Постепенно оно увеличивается, и в конечном итоге от плазмалеммы отделяется мембранный пузырек — эндосома, которая переносит поглощенное вещество к пункту назначения, например, к лизосомам. Существует два вида эндоцитоза — фагоцитоз, когда клетка поглощает крупные частицы, например бактерии или фрагменты других клеток, и пипоцитоз, когда захватываются отдельные молекулы и макромолекулы. Экзоцитоз — процесс, обратный эндоцитозу (см. рис. 1.5). В этом случае мембранные пузырьки с заключенными в них продуктами, нуждающимися в выделении из клетки, подходят к плазмалемме и сливаются с ней, выделяя содержимое в окружающую среду;

рецепторная. Осуществляется с помощью мембранных белков- рецепторов. Они могут связываться со специфическими для каждого рецептора веществами (гормонами, нейромедиаторами, антигенами) по принципу «ключ к замку», что приводит к соответствующей реакции клетки.

  • — формирования межклеточных контактов. Эти контакты очень разнообразны, здесь мы выделим основные их типы.
  • 1. Простой контакт — клетки слипаются за счет элементов гликока- ликса, особенно специфических молекул гликопротеидов.
  • 2. Плотный контакт — мембраны соседних клеток на некоторых участках соединяются друг с другом с помощью специфических белков.
  • 3. Самые прочные контакты осуществляются с помощью десмосом, напоминающих бляшки или кнопки на определенных участках мембраны. В этом месте взаимодействуют друг с другом мембранные интегральные гликопротеиды соседних клеток. С внутренней стороны мембраны в области десмосомы находится другой специфический белок, который связан с филаментами цитоскелета.
  • 4 и 5. Щелевые и синаптические контакты будут подробно рассмотрены в параграфе 2.5 (соответственно электрические и химические синапсы).

Нередко цитоплазматическая мембрана имеет различные выросты, выполняющие дополнительные функции. Чаще всего среди таких выростов встречаются микроворсинки. Это ограниченные мембраной выросты цитоплазмы, имеющие цилиндрическую форму. Функции микроворсинок в клетках разных тканей различны. В клетках кишечного эпителия, например, они очень увеличивают всасывающую поверхность.

Другой тип выростов мембраны — эго реснички и жгутики. Для свободных клеток (одноклеточные организмы, сперматозоиды) они являются органоидами, с помощью которых осуществляется передвижение. Если клетки неподвижны (ресничный эпителий бронхов и т.п.), то движение ресничек перемещает окружающую их жидкость. Строение ресничек и жгутиков в целом одинаково, отличие заключается в том, что более длинный жгутик, как правило, один, а более коротких ресничек — много. Также как и микроворсинки, жгутик (или ресничка) представляет собой вырост цитоплазмы, окруженный мембраной. Но внутри этого выроста на всю его длину тянутся определенным образом расположенные микротрубочки (см. ниже). Они располагаются по системе (9><2) + 2, т.е. по периферии жгутика идут девять пар (дублетов) микротрубочек, а в центре проходят две одиночные микротрубочки. В основании жгутика (реснички) в цитоплазме лежит базальное тельце, построенное тоже из микротрубочек, которое закрепляет жгутик в цитоплазме.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы