Физиология на клетката. Структурна и функционална организация на клетката – особености на клетъчната мембрана. Междуклетъчно свързване и междуклетъчна сигнализация. Транспорт през клетъчната мембрана. Главните структурни единици на клетката са цитоплазмата и ядрото. Ядрото е оградено с ядрена обвивка, а цитоплазмата е ограничена от околната среда с клетъчна мембрана (плазмалема). Цитоплазмата се състои от течна среда, цитозол, клетъчни органели и включения. Тя е сложна система, в която се намират аминокиселини, белтъци, въглехидрати, липиди и соли. Клетъчните органели са структури със специфичен строеж и функции. Някои от тях имат мембранен строеж (апарат на Голджи, ендоплазмен ретикулум, митохондрии, митохондрии, лизозоми, пероксизоми), а други са немембранно ограничени (рибозоми, центриоли, цитоскелет). Цитоплазмените включения представляват струпвания на органични вещества като гликоген, белтъци, липиди и пигменти. Цитоскелетът е изграден от цитофиламенти и от микротубули, които определят и поддържат формата на клетката и участват във вътреклетъчния транспорт. Клетъчната мембрана: 1. Отграничава клетката от околната среда 2. Опосредства непрекъснат обмен на вещества между клетката и средата 3. Притежава избирателна пропускливост 4. Представлява бариера, която запазва постоянството на състава на вътреклетъчната течност 5. Високоспециализиран посредник между клетката и околната среда – може да възприема сигнали, които променят както нейната проницаемост, така и вътреклетъчните функции През клетъчната мембрана преминават свободно неполярни молекули като газове и липиди, докато йони и малки органични молекули преминават избирателно чрез различни транспортни механизми. Клетъчната мембрана представлява двоен липиден слой, в който са включени множество белтъчни молекули. Върху външната повърхност на мембраната е разположено полизахаридно покритие – гликокаликс, което има защитни функции, улеснява прилепването на молекули, които навлизат и определя антигенните свойства на клетките. Главните структурни елементи на клетъчната мембрана са фосфолипиди, холестерол и белтъци. Фосфолипидните молекули имат една хидрофилна част и една хидрофобна, съставена от по две вериги на мастни киселини. Фосфолипидите във водна среда изграждат двуслойна структура, която е енергетично стабилна, защото неполярните хидрофобни части на молекулите се насочват едни към други, а хидрофилните им части се насочват навън към екстрацелуларната течност и навътре към цитоплазмата на клетката, където се свързват електростатично с полярните водни молекули. По този начин се създава двуслоен липиден скелет на клетъчната мембрана. Във външния фосфолипиден слой са включени и гликолипиди. Въглехидратните им вериги проминират извън клетъчната мембрана ( такива са антигените на кръвногруповата принадлежност). Част от белтъците, включени в клетъчната мембрана са структурни, други изпълняват важни жизнени функции. Подобно на мембранните липиди те имат хидрофобни части на молекулите си, чрез които са вградени в двулипидния слой и хидрофилни части насочени навън и навътре от клетъчната мембрана. Хидрофобните части са подредени чрез вътремолекулни водородни връзки, докато хидрофилните са неподредени и могат да образуват връзки с други водноразтворими белтъци или други органични съеднинения. Пространственото преобразуване на хидрофилните им части в отговор на наличие на сигнални лиганди (хормони, медиатори), може да промени функционалната характеристика на тези молекули. Това представлява един от начините за междуклетъчна сигнализация. Мембранните белтъци биват: 1. Интегрални – преминават през цялата дебелина на мембраната, такива са и йонните канали 2. Периферни – разположени са в един от двата липидни монослоя Функции на мембранните белтъци: • някои от тях са ензими – аденилатциклаза • преносители при трансмембранния транспорт • йонни помпи – Na-K-АТФ-аза • рецептори за хормони и медиатори • някои могат да се свързват с лекарствени средства Междуклетъчно свързване Тъканите притежават здравина и стабилност, поради плътните връзки между клетките – десмозомите и zonulae adherens. Десмозоми - задебеляания на мембраните на клетката в съседни участъци. Между двете мембранни задебелявания в междуклетъчното пространство има нишковидна материя изградена от белтъчни молекули извънклетъчни части на мембранни белтъци. Хемидесмозоми – свързват клетките с подлежащата базална ламина. Плътни връзки (zonnulae occludens) – създават бариера с различна проницаемост за вода, йони и други разтворени вещества и определят резорбционните качества на епителните структури. Проницаеми връзки (цепковидно свързване, gap junction) – през тях могат да се пренасят малки молекули и йони. Позволяват бързо разпространение на възбуждението и обмен на различни химически посредници. Механизми на междуклетъчна сигнализация Различни биологично активни вещества, наричани още сигнални вещества, синтезирани и освобождавани от едни клетки предизвикват определен отговор от други клетки, свързвайки се със специфични за тези вещества рецептори върху клетъчната мембрана в цитоплазмата или в ядрото. Сигналните вещества носят още наименованието лиганди. Свързването на сигналното вещество с рецепторите,т.е лиганд-рецепторния комплекс, отключва поредица от реакции, която променя клетъчната функция. Една клетка може да има множество видове рецептори и по този начин да възприема множество регулаторни сигнали. Различните клетки отговарят по различен начин на един и същ лиганд. В някои типове клетки различни лиганди могат да предизвикат един и същ отговор. Следователно съществува както рецепторна, така и ефекторна специфичност. Междуклетъчна сигнализация според локализация на взаимодействията: 1. Автокринна – вещества отделени от дадена клетка, въздействат върху собствената й функция. 2. Синаптична – медиаторите, отделени в синаптичната цепнатина от пресинаптичното окончание, предават сигнали върху постсинаптичната мембрана. 3. Паракринна – сигналните вещества действат върху съседни клетки 4. Дистантна (ендокринна) – сигналните вещества са секретирани от ендокринни жлези или други клетки, синтезиращи биологично активни вещества и се разпространяват чрез кръвта в целия организъм. Те се свързват с мембранните рецептори на прицелни клетки. Сигналните молекули могат да бъдат водно-разтворими или липоидо-разтворими. Първите се свързват с мембранните рецептори на прицелните клетки и променят проницаемостта на йонни канали или активират мембранно свързани ензимни системи. Клетъчният отговор на тяхното въздействие е бърз – в течение на секунди или минути. Вторият вид сигнални молекули повлияват механизмите на генната експресия, като навлизайки през клетъчната и ядрената мембрана се свързват с контролни области от ДНК и повлияват белтъчната синтеза, клетъчния растеж и диференциация. Клетъчният отговор на тяхното въздействие е бавен и дълготраен. Клетъчние рецептори за хормони, медиатори и други лиганди не са статични компоненти на клетката, а техният брой или чувствителност се изменят при различни обстоятелства. Междуклетъчна сигнализация с участие на мембранни и клетъчни рецептори Видове клетъчни отговори според вида на лиганда и на рецепторите: 1. Промяна в проницаемостта на йонен канал (ацетилхолин в н-м синапс) 2. Промени в транскрипцията на определени иРНК (тиреоидни и стероидни хорм) 3. Образуване не вътреклетъчен втрои посредник 4. Промени в активността на ензими Междуклетъчна сигнализация чрез втори посредници След образуване на лиганд-рецепторни комплекси върху клетъчната мембрана съществуват няколко пътя за образуване на втори посредници. Начален етап е трансформирането на сигналите с участието на G-белтъци. G-белтъкът се активира в резултат на образуването на лиганд-рецепторен комплекс. След неговото активиране следва една каскада от реакции, в която активираната форма G-белтък взаимодейства с различни ефекторни белтъци, които могат да бъдат ензимни или йонни канали. Това взаимодействие може да се изразява както в активиране така и в потискане.
Please download to view
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
...

1

by vladimira-barzashka

on

Report

Category:

Documents

Download: 0

Comment: 0

54

views

Comments

Description

Download 1

Transcript

Физиология на клетката. Структурна и функционална организация на клетката – особености на клетъчната мембрана. Междуклетъчно свързване и междуклетъчна сигнализация. Транспорт през клетъчната мембрана. Главните структурни единици на клетката са цитоплазмата и ядрото. Ядрото е оградено с ядрена обвивка, а цитоплазмата е ограничена от околната среда с клетъчна мембрана (плазмалема). Цитоплазмата се състои от течна среда, цитозол, клетъчни органели и включения. Тя е сложна система, в която се намират аминокиселини, белтъци, въглехидрати, липиди и соли. Клетъчните органели са структури със специфичен строеж и функции. Някои от тях имат мембранен строеж (апарат на Голджи, ендоплазмен ретикулум, митохондрии, митохондрии, лизозоми, пероксизоми), а други са немембранно ограничени (рибозоми, центриоли, цитоскелет). Цитоплазмените включения представляват струпвания на органични вещества като гликоген, белтъци, липиди и пигменти. Цитоскелетът е изграден от цитофиламенти и от микротубули, които определят и поддържат формата на клетката и участват във вътреклетъчния транспорт. Клетъчната мембрана: 1. Отграничава клетката от околната среда 2. Опосредства непрекъснат обмен на вещества между клетката и средата 3. Притежава избирателна пропускливост 4. Представлява бариера, която запазва постоянството на състава на вътреклетъчната течност 5. Високоспециализиран посредник между клетката и околната среда – може да възприема сигнали, които променят както нейната проницаемост, така и вътреклетъчните функции През клетъчната мембрана преминават свободно неполярни молекули като газове и липиди, докато йони и малки органични молекули преминават избирателно чрез различни транспортни механизми. Клетъчната мембрана представлява двоен липиден слой, в който са включени множество белтъчни молекули. Върху външната повърхност на мембраната е разположено полизахаридно покритие – гликокаликс, което има защитни функции, улеснява прилепването на молекули, които навлизат и определя антигенните свойства на клетките. Главните структурни елементи на клетъчната мембрана са фосфолипиди, холестерол и белтъци. Фосфолипидните молекули имат една хидрофилна част и една хидрофобна, съставена от по две вериги на мастни киселини. Фосфолипидите във водна среда изграждат двуслойна структура, която е енергетично стабилна, защото неполярните хидрофобни части на молекулите се насочват едни към други, а хидрофилните им части се насочват навън към екстрацелуларната течност и навътре към цитоплазмата на клетката, където се свързват електростатично с полярните водни молекули. По този начин се създава двуслоен липиден скелет на клетъчната мембрана. Във външния фосфолипиден слой са включени и гликолипиди. Въглехидратните им вериги проминират извън клетъчната мембрана ( такива са антигените на кръвногруповата принадлежност). Част от белтъците, включени в клетъчната мембрана са структурни, други изпълняват важни жизнени функции. Подобно на мембранните липиди те имат хидрофобни части на молекулите си, чрез които са вградени в двулипидния слой и хидрофилни части насочени навън и навътре от клетъчната мембрана. Хидрофобните части са подредени чрез вътремолекулни водородни връзки, докато хидрофилните са неподредени и могат да образуват връзки с други водноразтворими белтъци или други органични съеднинения. Пространственото преобразуване на хидрофилните им части в отговор на наличие на сигнални лиганди (хормони, медиатори), може да промени функционалната характеристика на тези молекули. Това представлява един от начините за междуклетъчна сигнализация. Мембранните белтъци биват: 1. Интегрални – преминават през цялата дебелина на мембраната, такива са и йонните канали 2. Периферни – разположени са в един от двата липидни монослоя Функции на мембранните белтъци: • някои от тях са ензими – аденилатциклаза • преносители при трансмембранния транспорт • йонни помпи – Na-K-АТФ-аза • рецептори за хормони и медиатори • някои могат да се свързват с лекарствени средства Междуклетъчно свързване Тъканите притежават здравина и стабилност, поради плътните връзки между клетките – десмозомите и zonulae adherens. Десмозоми - задебеляания на мембраните на клетката в съседни участъци. Между двете мембранни задебелявания в междуклетъчното пространство има нишковидна материя изградена от белтъчни молекули извънклетъчни части на мембранни белтъци. Хемидесмозоми – свързват клетките с подлежащата базална ламина. Плътни връзки (zonnulae occludens) – създават бариера с различна проницаемост за вода, йони и други разтворени вещества и определят резорбционните качества на епителните структури. Проницаеми връзки (цепковидно свързване, gap junction) – през тях могат да се пренасят малки молекули и йони. Позволяват бързо разпространение на възбуждението и обмен на различни химически посредници. Механизми на междуклетъчна сигнализация Различни биологично активни вещества, наричани още сигнални вещества, синтезирани и освобождавани от едни клетки предизвикват определен отговор от други клетки, свързвайки се със специфични за тези вещества рецептори върху клетъчната мембрана в цитоплазмата или в ядрото. Сигналните вещества носят още наименованието лиганди. Свързването на сигналното вещество с рецепторите,т.е лиганд-рецепторния комплекс, отключва поредица от реакции, която променя клетъчната функция. Една клетка може да има множество видове рецептори и по този начин да възприема множество регулаторни сигнали. Различните клетки отговарят по различен начин на един и същ лиганд. В някои типове клетки различни лиганди могат да предизвикат един и същ отговор. Следователно съществува както рецепторна, така и ефекторна специфичност. Междуклетъчна сигнализация според локализация на взаимодействията: 1. Автокринна – вещества отделени от дадена клетка, въздействат върху собствената й функция. 2. Синаптична – медиаторите, отделени в синаптичната цепнатина от пресинаптичното окончание, предават сигнали върху постсинаптичната мембрана. 3. Паракринна – сигналните вещества действат върху съседни клетки 4. Дистантна (ендокринна) – сигналните вещества са секретирани от ендокринни жлези или други клетки, синтезиращи биологично активни вещества и се разпространяват чрез кръвта в целия организъм. Те се свързват с мембранните рецептори на прицелни клетки. Сигналните молекули могат да бъдат водно-разтворими или липоидо-разтворими. Първите се свързват с мембранните рецептори на прицелните клетки и променят проницаемостта на йонни канали или активират мембранно свързани ензимни системи. Клетъчният отговор на тяхното въздействие е бърз – в течение на секунди или минути. Вторият вид сигнални молекули повлияват механизмите на генната експресия, като навлизайки през клетъчната и ядрената мембрана се свързват с контролни области от ДНК и повлияват белтъчната синтеза, клетъчния растеж и диференциация. Клетъчният отговор на тяхното въздействие е бавен и дълготраен. Клетъчние рецептори за хормони, медиатори и други лиганди не са статични компоненти на клетката, а техният брой или чувствителност се изменят при различни обстоятелства. Междуклетъчна сигнализация с участие на мембранни и клетъчни рецептори Видове клетъчни отговори според вида на лиганда и на рецепторите: 1. Промяна в проницаемостта на йонен канал (ацетилхолин в н-м синапс) 2. Промени в транскрипцията на определени иРНК (тиреоидни и стероидни хорм) 3. Образуване не вътреклетъчен втрои посредник 4. Промени в активността на ензими Междуклетъчна сигнализация чрез втори посредници След образуване на лиганд-рецепторни комплекси върху клетъчната мембрана съществуват няколко пътя за образуване на втори посредници. Начален етап е трансформирането на сигналите с участието на G-белтъци. G-белтъкът се активира в резултат на образуването на лиганд-рецепторен комплекс. След неговото активиране следва една каскада от реакции, в която активираната форма G-белтък взаимодейства с различни ефекторни белтъци, които могат да бъдат ензимни или йонни канали. Това взаимодействие може да се изразява както в активиране така и в потискане.
Fly UP