Основные механизмы деятельности клеток

1. Общие свойства клеток. 2. Структурно-функциональная организация мембран 3. Мембранные потенциалы 4. Механизмы проведения нервного импульса 5. Механизмы передачи нервного импульса

1. Общие свойства клеток

Клетка – элементарная структурно-функциональная единица живого, способная к саморегуляции, самообновлению и самовоспроизведению.

Основные компоненты клетки:ядро;

цитоплазматическая мембрана;

цитоплазма с органоидами.

Общие свойства клеток:раздражимость, возбудимость,проводимость, сократимость,поглощение и усвоение веществ, экскреция, секреция, дыхание, рост,

размножение .

Схематическое изображение клетки

2. Структурно-функциональная организация мембран

БИОМЕМБРАНЫ КЛЕТОК

МЕМБРАННЫЕ МЕМБРАННЫЕ ЛИПИДЫЛИПИДЫ

Фосфолипиды – образуют бислой, придают мембране текучесть

Неполярные липиды(холестерин) – включаются в фосфолипидный бислой, увеличивают жёсткость мембран

МЕМБРАННЫЕ БЕЛКИМЕМБРАННЫЕ БЕЛКИСтруктурные группы белковИнтегральные - «прошивают» фосфолипидный бислой насквозьПериферические – находятся на поверхности бислояФункциональные группы белковБелки-каналы – обеспечивают избирательное проникновение ионовБелки - рецепторы – обеспечивают восприятие сигнальных молекулБелки - насосы – обеспечивают активный транспорт ионовБелки - ферменты – ускоряют внутримембранные биохимические реaкцииСтруктурные – поддерживают форму клетки

.

Схематическое изображение плазматической мембраны

Функции мембран

• избирательное проникновение молекул и ионов;• избирательный транспорт ионов для поддержания

трансмембранного потенциала;• рецепция сигналов из окружающей среды;• экзо - и эндоцитоз;• обеспечение межклеточных контактов.

3. Мембранные потенциалы

• Мембранный потенциал покоя (МПП) – разность потенциалов между наружной и внутренней стороной мембраны покоящейся клетки. МПП обусловлен концентрационными градиентами для ионов калия, натрия, хлора и разной проницаемостью мембраны для этих ионов. Основная роль в генерации МПП принадлежит ионам калия. Величина МПП зависит от вида ткани, варьирует от – 9 до -100 мВ.

• Мембранный потенциал действия (МПД) – кратковременное изменение МПП, происходящее при возбуждении клетки. Во время МПД увеличивается проницаемость мембраны для ионов натрия, в некоторых клетках – для ионов кальция. МПД подчиняется правилу «всё или ничего», не является градуальным, проводится без затухания.

• Местный (локальный, градуальный) потенциал (МП) – изменение МПП при действии подпороговых раздражителей. МП не подчиняется правилу «все или ничего», градуален, является затухающим, способен к суммации.

Мембранный потенциал действия

медленная деполяризация (1)быстрая деполяризация (2)реполяризация (3)следовой отрицательный

потенциал (4)следовой положительный

потенциал (5)

Местный (локальный) потенциал

4. Механизмы проведения нервного импульса

Скорость проведения МПД зависит от диаметра волокна, сопротивления и емкости мембраны.

В немиелинизированныхнервных волокнах и мышечных волокнах МПД проводится электротонически за счет локальных токов между возбужденным и невозбужденным участками мембраны.

В миелинизированных нервных волокнах МПД проводится сальтаторно без потери времени на межперехватных участках.Миелинизация нервных волокон в онтогенезе протекает гетерохронно.

Механизм проведения возбуждения по безмиелиновым (I) и миелинизированным (II)

нервным волокнам

Миелинизация нервного волокна

Слева – многочисленные слои ( темное кольцо), окружающие небольшой аксон, расположенный в центре.Справа – олигодендроцит наматывает свою мембрану вокруг аксона, образуя многослойную миелиновую оболочку. В миелинизированном аксоне переход ионов через мембрану происходит только в разрывах между сегментами миелиновой оболочки – перехватах Ранвье.

5.Межклеточная передача• Синапс - специализированная зона контакта между двумя возбудимыми

образованиями

Электрический синапс – возбуждение передается электрическим путем. Электрический способ передачи возбуждения характерен для клеток сердечной мышцы.

Химический синапс – возбуждение передается химическим путем с участием медиатора. В нервной системе преобладают химические синапсы.

Закономерности функционирования центральных синапсов:•односторонний характер проведения возбуждения;•наличие химических передатчиков;•свойства синапса определяются природой медиатора и постсинаптического рецептора;•наличие хемочувствительных рецепторуправляемых каналов в мембране;•квантовый характер выделения медиатора;•количество медиатора пропорционально частоте импульсации;•эффективность синаптической передачи возрастает при частом использовании синапса и падает при бездействии (пластичность);•длительная чрезмерная импульсация истощает синапс, что ведет к ослаблению и прекращению передачи;•скорость передачи в синапсе ниже, чем в нервном волокне (синаптическая задержка);•в синапсах происходит трансформация ритма возбуждения;•из всех звеньев рефлекторной дуги синапс - наиболее утомляемое и чувствительное к ядам и недостатку кислорода.

55.Межклеточная передача. ме

Основная• Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека,- М.: «Советский спорт», с.18-25. Дополнительная• Васильев В.Н. Физиология возбудимых тканей, - Томск: «Чародей», 2000, с.1-36.• Блум и др. Мозг, разум и поведение. М., - Мир, 1988.• Основы физиологии человека (под ред. Б.И.Ткаченко), - Санкт-Петербург, 1994, т.1, с. 15-20, 37-52.• Фонсова Н.А., Дубынин В.А. Функциональная анатомия нервной системы,- М., «Экзамен», 2004, с.9-45.• Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека, М.: «Мир», 1996, т.1, с. 9-68.

Литература