3.4. Цитозоль

Основное вещество – растворимая часть цитоплазмы, называется также цитозолем. Около половины внутреннего объема клетки занято цитозолем. Цитозоль – это внутриклеточное вещество типа гель, поскольку он приблизительно на 75-85% состоит из воды и 10-20% белка. Сюда входят также липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и минеральные соединения.

Цитозоль способен к гель-золь переходам. Гель – это более твердое, желеобразное состояние, золь – более жидкое, близкое по консистенции к глицерину. Цитозоль объединяет все содержимое клетки в единое целое. Здесь же протекают метаболические процессы.

Малые молекулы, в том числе органические и неорганические ионы, растворены в водной среде (фазе). Между клеткой и окружающей средой (внеклеточным пространством) происходит обмен ионами. Ионы находятся в постоянном беспорядочном тепловом движении.

Равномерное распределение ионов по всему раствору поддерживается в силу двух принципов. Первый принцип заключается в том, что одноименные заряды отталкиваются, а противоположные притягиваются. Если какое-то количество ионов одного знака сконцентрируется в одном месте, то они быстро рассеиваются под влиянием взаимного отталкивания. Следовательно, в растворах возможны только слабые и быстро исчезающие токи. Второй принцип заключается в выравнивании концентрации любых веществ в растворе. Независимо от знака заряда, если в одной части сосуда окажется больше частиц того или иного вещества, чем в остальных местах, то в результате случайных перемещений большая часть зарядов уйдет из этого места в другое. В результате возникнет ток (поток заряженных электронов), величина которого соответствует градиенту концентрации, т.е. разнице концентраций веществ в разных местах.

Концентрация ионов во внеклеточном пространстве поддерживается со значительной точностью на постоянном уровне. Внутриклеточная концентрация ионов имеет специфический уровень.

Как видно из таблицы, наиболее распространенным катионом (положительно заряженный ион) во внеклеточном пространстве является натрий (+Na), а внутри клетки его концентрация в десятки раз ниже. И наоборот, внутри клетки наиболее высока концентрация калия (+К), а во внеклеточном пространстве она значительно ниже. Наибольшая разница (градиент) концентраций внутри- и внеклеточного вещества существует у кальция (+Са).

3.5. Транспортная функция мембраны

Нервная клетка является динамическим образованием, поскольку здесь происходит постоянный процесс обмена веществ (метаболизм) как между образованиями внутри клетки, так и между веществами клетки и внеклеточным веществом, а также с другими нервными клетками. Структуры клетки находятся в динамическом равновесии и это является необходимым условием межклеточного взаимодействия, а также поддержания жизни организма в целом.

Обмен веществ обеспечивается за счет специфической транспортной функции. Транспортная функция может осуществляться двумя способами:

1) пассивно (энергия клетки не затрачивается);

2) активно (затрачивается значительное количество энергии).