Лекция 1.2 : "Основные механизмы деятельности

клеток. Физиология деятельности клеточных мембран"

Клетка является структурно-функциональной единицей всех живых организмов.Она обладает следующими основными физиологическими свойствами.

1.Раздражимость - способность клетки отвечать на раздражение - (т.е. воздействие каких-то факторов) изменением своего обмена веществ. Это некоторое общее свойство, присущее только живой материи - только живой клетке.

Большинство клеток обладают частной формой раздражимости, которая получила название возбудимость.

2. Возбудимость - это способность клетки отвечать на раздражение изменением проницаемости клеточной мембраны, входящим натриевым током и, как следствие, генерацией потенциала действия - т. е. процессом возбуждения.

На следующих лекциях будет разобрано, какова возбудимость в различных тканях (нервной, мышечной), как она реализуется и т.д.

3. Проводимость - это способность клетки проводить, распространять возбуждение от места его возникновения в клетке к другим ее частям.Если у клетки утрачена раздражимость, возбудимость или проводимость, то она или функционально нарушена, либо погибла, т. е. в ней отсутствует жизнь.

4. Сократимость - как свойство присуще поперечно-полосатым, гладким. кроме того сократимость присуща и другим - немышечным клеткам (в которых есть сократительные элементы). Сократимость - это способность клетки под действием раздражителя изменять свою длину или (и) напряжение цитоскелета клеток.

Главными элементами клетки являются: ядро и цитоплазма, оргоноиды. Их функции важны, но мы основываемся на знаниях из гистологии и биологии, а остановимся лишь на наиболее важном для понимания физиологических закономерностей- физиологии мембран.

Физиология клеточных мембран (цитоплазматических мембран)

Цитоплазматические мембраны -это образования, которые отделяют содержимое цитоплазмы клетки от окружающей среды, т.е. - это пограничное образование клетки.

Мембрана обеспечивает:

1. Автономность клетки от истинной внутренней среды

2. Избирательное, т.е. селективное проникновение в клетку - в цитоплазму и выход из нее различных веществ, т.е. она является полупроницаемой мембраной, которая ведет селекцию(отбор) веществ, проникающих в клетку и из нее.

2. Способность клетки реагировать на воздействие различных раздражителей. Клеточные мембраны способны 1.воспринимать информацию, заложенную в раздражители, 2.трансформировать ее в язык клетки и 3.передавать внутриклеточным структурам информацию, закодированную на языке клеткой.

Для восприятия в мембранах существуют специальные структуры - т.н. клеточные рецепторы. (не путать с рецепторами как частью анализатора).

3. Мембрана клетки обеспечивает межклеточные взаимоотношения.

Межклеточные контакты -это образования, называемые синапсами.

Строение мембраны

(Строение и теории ее строения - см. в "Биофизике")

Нужно знать, что основу мембран составляют белки и фосфолипиды, причем в мембране почти везде в принципе сть двойной слой липидов - они хвостиками обращены друг к другу, а головками ориентированы к наружной стороне мембраны.

Рисунок: На нем показано расположение молекул белков и фосфолипидов.

Все белки мембраны (какую бы теорию Вы не приняли) делят на:

интегральные белки, которые пронизывают всю мембрану; периферические белки.

Многие из периферических белков мембраны играют роль мембранных рецепторов, а так же ферменто,встроенных в мембрану; некоторые интегральные белки - играют роль трансмембранных переносчиков.

Белки формируют вместе с фосфолипидами цитоскелет клетки, который придают мембране определенную жесткость.

Мембрана находится как бы в коллоидном, т.е. жидкостном состоянии, в ней идет перемещение белков - формирование новых рецепторов или их открытие(повышение доступности) для существующих.

2 Основных функции мембраны.

1. Рецепторная функция.

2. Транспорт веществ через мембрану.

Эти функции частично сопряжены между собой.

- Рецепторная функция.

Мембраны выполняют рецепторную функцию, т.е. функцию восприятия действия раздражителя его информации и перевода ее на язык клетки.

Наиболее распростанены среди клеточных рецепторов-хеморецепторы, воспринимающие химические раздражители. Они представляют собой белковые образования в мембране. Их отличает свойство комплиментарности, высокое химическое сродство к раздражителю. Это значит, что участок мембраны, называемый рецептором, зеркально похож на активные центры химического вещества, т.е. химический раздражитель и рецептор относятся друг к другу, как ключ и замок. Образование комплекса “вещество-рецептор” приводит к возбуждению(активации)хеморецепторов.

Хеморецепторы различны по своей структуре, строению для различных химических веществ.

Каждая клетка имеет большое количество разных типов хеморецепторов. Если в какой-то клетке очень много рецепторов одного какого-то типа, то такие клетки называются клетки-мишени для данного вещества.

Нехимические раздражители (например, электрические) - меняют заряд мембраны и это изменение заряда мембраны включает механизмы, которые переводят информацию раздражителя на язык клетки.

Клеточный /мембранный/ рецептор - это образование для передачи информации первого порядка (первичный посредник).

Возбуждение рецептора(первичного посредника передачи информации в клетку) приводит к активации вторичных посредников, которые также находятся в мембране. Нали­чие вторичных посредников способствует проникновению сигнала далее в клетку.

На сегодня известны 4 системы вторичных посредников:

1. Система аденилатциклаза - циклический аденозинмонофосфат (ц АМФ).