МОДУЛЬ 2 Основные механизмы деятельности клеток

МОДУЛЬ 2 Основные механизмы деятельности клеток • • • . 1. Общие свойства клеток 2. Структурно-функциональная организация мембран 3. Мембранные потенциалы 4. Механизмы проведения нервного импульса 5. Межклеточная передача

Схематическоесвойства клеток 1. Общие изображение клетки Клетка – элементарная структурно-функциональная единица живого, способная к саморегуляции, самообновлению и самовоспроизведению. Основные клетки: ядро; компоненты цитоплазматическая мембрана; цитоплазма с органоидами. Общие свойства клеток: раздражимость, возбудимость, проводимость, сократимость, поглощение и усвоение веществ, экскреция, секреция, дыхание, рост, размножение .

2. Структурно-функциональная организация Схематическое изображение плазматической мембран Функции мембраны БИОМЕМБРАНЫ КЛЕТОК • избирательное проникновение молекул и ионов; МЕМБРАННЫЕ • избирательный транспорт МЕМБРАННЫЕ БЕЛКИ ионов для поддержания ЛИПИДЫ Структурные группы трансмембранного потенциала; белков Интегральные - «прошивают» • рецепция сигналов из окружающей среды; фосфолипидный Фосфолипиды экзо - – эндоцитоз; насквозь бислой • и образуют бислой, Периферические – находятся на поверхности • мембране обеспечение межклеточных контактов. придают бислоя текучесть Неполярные липиды (холестерин) – включаются в фосфолипидный бислой, увеличивают жёсткость мембран Функциональные группы белков Белки-каналы – обеспечивают избирательное проникновение ионов Белки - рецепторы – обеспечивают восприятие сигнальных молекул Белки - насосы – обеспечивают активный транспорт ионов Белки - ферменты – ускоряют внутримембранные биохимические рекции Структурные – поддерживают форму клетки.

• • • Мембранный потенциал действия 3. Мембранные потенциалы Местный (локальный) потенциал 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 м. В. 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 правилудеполяризация (1) градуален, является • медленная «все или ничего» , затухающим, способен к суммации. • быстрая деполяризация (2) • реполяризация (3) • следовой отрицательный потенциал (4) • следовой положительный потенциал (5)

Механизм проведения возбуждения по Миелинизация нервного волокна 4. Механизмы проведения нервного импульса безмиелиновым (I) и миелинизированным (II) нервным волокнам Механизмы проведения МПД (скорость проведения МПД зависит от диаметра волокна, сопротивления и емкости мембраны) В немиелинизированных В миелинизированных нервных волокнах и нервных волокнах МПД мышечных волокнах МПД проводится сальтаторно проводится без потери времени на электротонически за счет межперехватных локальных токов между участках. возбужденным и Миелинизация нервных невозбужденным волокон в онтогенезе участками мембраны. протекает гетерохронно Слева – многочисленные слои ( темное кольцо), окружающие. небольшой аксон, расположенный(возбуждённый) в центре. Д – деполяризованный участок Справа – олигодендроцит наматывает свою мембрану вокруг мембраны аксона, образуя многослойную миелиновую оболочку. П миелинизированном аксоне переход ионовпокое, мембрану – поляризованный, находящийся в через участок В мембраны только в разрывах между сегментами миелиновой происходит 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; Шипик на дендрите • эффективность синаптической передачи возрастает при частом использовании синапса нейрона и и падает при бездействии (пластичность); контактирующие с ним • длительная чрезмерная импульсация истощает синапс, что ведет к ослаблению и пресинаптические прекращению передачи; окончания. Стрелками • скорость передачи в синапсе ниже, чем в нервном волокне (синаптическая задержка); показано направление • в синапсах происходит трансформация ритма возбуждения; проведения информации. • из всех звеньев рефлекторной дуги синапс - наиболее утомляемое и чувствительное к ядам и недостатку кислорода.

Литература 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.