Цитология. Клетка и неклеточные структуры

Клетка - Основой строения эукариотических организмов является клетка (cellula) - наименьшая единица живого.

Эукариотические, собственно ядерные организмы — основная масса животных и растений, за исключением бактерий и сине-зеленых водорослей, не имеющих оформленного ядра— прокариотических организмов.

Клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая единица в составе всех растительных и животных организмов, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

Каждая клетка включает в себя три основных компонента;

1. Плазмолемму

2. Цитоплазму

3. Ядро

ПЛАЗМОЛЕММА - Барьерно-рецепторная и транспортная система клетки.

Плазмолемма (plasmalemma), или внешняя клеточная мембрана, среди различных клеточных мембран занимает особое место. Это поверхностная периферическая структура, не только ограничивающая клетку снаружи, но и обеспечивающая ее непосредственную связь с внеклеточной средой, а следовательно, и со всеми веществами и стимулами, воздействующими на клетку.

Плазмолемма обладает следующими свойствами:

• избирательной проницаемостью через пассивный и активный транспорт и диффузию;

• текучестью или подвижностью, многие белки могут скапливаться в одном участке мемраны, образуя агрегаты, тем самым осуществляется более эффективная рецепция.

Функции плазмолеммы. Эта мембрана выполняет ряд важнейших клеточных функций, ведущими из которых являются барьерная функция (разграничения цитоплазмы с внешней средой):

• Транспорт веществ в цитоплазму и из нее;

• Рецепция;

• Образование межклеточных контактов;

• Передача сигналов от поверхности в глуб клетки (с помощью сигнальных молекул – гормоны, медиаторы, цитокины).

• Движение клетки

СОСТАВ ПЛАЗМОЛЕММЫ:

1. Надмембранный комплекс

2. Мембранный комплекс

3. Субмембранный комплекс

1. Надмембранный комплекс – представлен гликокаликсом (glycocalyx), который имеет толщину около 50 нм. Гликокалис состоит из Олигосахаридов, связанных с белками (гликопротеины) и Олигосахаридов, связанных с липидами (гликолипиды).

Функции Гликокаликса:

1. Рецепсия и адгезия (слипание) клеток:

• рецепторы гистосовместимости (HLA –рецепторы);

• специфические рецепторы к гормонам;

• специфические рецепторы к медиаторам

• специфические рецепторы к цитокинам;

2. Межклеточные взаимодействия:

• воспринимает физические раздражения (например, кванты светав фоторецепторах);

• химические раздражения (вкусовые и обонятельные изменения рН);

• механические раздражения (давление, растяжение);

• узнавание.

3. Пристеночное пищеварение:

• гликокалис, покрывающий микроворсинки каемчатых клеток эпителия кишечника.

2. Мембранный комплекс – представлен элементарной биологической мембраной, котрая состоит из бислоя Фосфолипидов и встроенных в него белков.

Фосфолипиды состоят из Полярной (гидрофильной) головки и Неполярного (гидрофильного) хвоста. В мембране хвосты направлены в глубь бислоя, а головки обращены наружу.

Классификация липидов мембран:

• фосфолипиды - из мемранных фосфолипидов освобождается арахидоновая кислота, которая является предшественником простогландинов, тромбоксанов, лейкотриенов и других БАВ;

• сфинголипиды – чаще встречаются в миелиновой оболочке нервных волокон и швановских клетках;

• холестерин (холестерол) – играет важную роль, т.к. он является родоначальником синтеза стероидных гормонов – половых, глюкокортикойдов, минералокортикойдов, а также входит в состав липопротеидов (липопротеины низкой плотности ЛНП, липопротеины высокой плотности – ЛВП, изменение соотношения между которыми может повысить риск развития ишемической болезни сердца).

Классификация структурных белков, входящих в мембрану:

1. Интегральные – пронизывают всю мембрану насквозь. Функции: белки ионных каналов и мебранные рецепторы.

2. Полуинтегральные – (поверхностные):

• периферические белки наружной поверхности. Функция: рецепторная, адгезивная;

• периферические белки внутренней поверхности. Функция: участвуют в построении цитоскелета клеток (белки цитоскелета – спектрин, анкирин).

Классификация белков по выполняемым функциям:

• Белки - рецепторы.

• Белки – ферменты.

• Белки – переносчики

• Структурные белки

• Трансмембранные белки – интегрины – клеточные адгезионные молекулы (КАМ) – они являются рецепторами для фибронектина и ламина.

3. Субмембранный комплекс – представлен элементами опорносократительного аппарата клетки – ЦИТОСКЕЛЕТА

Цитоскелет (cytoskeleton) - опорно-двигательная система клетки, включающая немембранные белковые нитчатые органеллы, выполняющие как каркасную, так и двигательную функции в клетке. Эти структуры являются динамическими образованиями, они могут быстро возникать в результате полимеризации их элементарных молекул и так же быстро разбираться, исчезать при деполимеризации. К этой системе относятся фибриллярные структуры и микротрубочки.

Фибриллярные структуры цитоплазмы. К фибриллярным компонентам цитоплазмы эукариотических клеток относятся:

• Микрофиламенты (micro-filamenti) толщиной 5-7 нм. Микрофиламенты встречаются практически во всех типах клеток. Они располагаются в кортикальном слое цитоплазмы, непосредственно под плазмолеммой, пучками или слоями. Их можно видеть в псевдоподиях амеб или в движущихся отростках фибробластов, в микроворсинках кишечного эпителия. Микрофиламенты часто образуют пучки, направляющиеся в клеточные отростки.

• Промежуточные филаменты (filamenti intermedii) (рис. 4.16). Это тонкие (10 нм) неветвящиеся, часто располагающиеся пучками нити. Характерно, что в клетках разных тканей их белковый состав различен. Например, в эпителии кожного типа в состав промежуточных филаментов входит кератин. Пучки кератиновых промежуточных филаментов в эпителиальных клетках образуют тонофиламенты, которые подходят к десмосомам. В состав промежуточных филаментов клеток, производных мезенхимы (например, фибробластов), входит другой белок - виментин; в мышечных клетках обнаруживается десмин; в нервных клетках в состав нейрофиламентов также входит особый белок. Роль промежуточных микрофиламентов, скорее всего, опорно-каркасная; эти фибриллярные структуры не так лабильны, как микротрубочки и микро-филаменты.

В клинике с помощью иммуноморфологических методов тканевое происхождение тех или иных опухолей определяется именно по белкам их промежуточных филаментов. Это очень важно для диагностики и правильного выбора типа химиотерапевтических противоопухолевых препаратов.

• Микротрубочки –полые цилиндры, стенка которых стоит молекул белка – Тубулина;

• Миофиламенты – состоят из белка Миозина, выполняют сократительную функцию.