2.2. Ультраструктурные особенности нервных клеток

2.2.1. Клеточная мембрана

Основные свойства нервной клетки – раздражимость, возбудимость и проводимость определяются, как и у других электровозбудимых клеток (секреторных, мышечных), строением клеточной мембраны. В нервной ткани клеточная мембрана (рис. 6) может быть охарактеризована следующим образом:

• с морфологической точки зрения – она состоит из нескольких слоев: два слоя жиров - фосфолипидов, пронизанных белковыми молекулами, снаружи мембраны расположен рецепторный белково-полисахаридный комплекс.

• с физико-химической точки зрения – это сложная жидкая система макромолекул, в которой белки могут относительно свободно перемещаться: белковые молекулы могут менять степень своей погруженности в билипидный (bi – двойной, lipid – жир) слой клеточной мембраны, но всегда сохраняют контакт с окружающей средой с помощью полярной группы.

• с функциональной точки зрения – это образование, которое окружает клетку, как самостоятельную живую единицу и является посредником ее контактов с окружающей средой, регулятором протекающих при этом обменных процессов. Белки клеточной мембраны выполняют следующие функции:

1. структурную

2. рецепторную - у белков наружной поверхности есть активный центр, который обладает сродством к различным веществам – гормонам, биологически активным веществам и др.

3. ф

   

   ерментативную - активируется под влиянием различных факторов

4. транспортную - полностью погруженные в билипидный слой белки образуют каналы, через которые проходят различные вещества. Обнаружены каналы для всех ионов, принимающих участие в возникновении процессов раздражения и возбуждения нейронов: K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Cl^-

Такое строение мембраны позволяет клетке, нейрону, избирательно проводить и накапливать внутри себя необходимые для процессов жизнедеятельности химические вещества (электролиты и неэлектролиты), а также избавляться от ненужных веществ.

Перенос веществ через мембрану осуществляется несколькими основными путями:

• через билипидный слой. Барьерная роль клеточной мембраны заключается в ограничении свободной диффузии веществ. Модельные опыты на искусственных липидных мембранах показали, что они проницаемы для воды, газов, малых неполярных молекул жирорастворимых веществ, но совершенно не проницаемы для заряженных молекул (ионы) и для крупных незаряженных (сахара). Естественные мембраны так же ограничивают скорость проникновения низкомолекулярных соединений в клетку.

• пассивным транспортом, или диффузией. При таком способе ионы перемещаются по белковым каналам в соответствии с градиентом концентрации, т.е. в направлении от более высокой концентрации веществ (ионов), к более низкой. Этот вид транспорта не требует никаких затрат энергии и продолжается до тех пор, пока не установится электрохимическое равновесие по обе стороны мембраны, а следовательно, пока не исчезнет градиент.

• активным транспортом - осуществляется за счет ферментативной функции белков. Он всегда требует затрат энергии и направлен против градиента концентрации переносимых веществ. При помощи активного транспорта клетка получает из окружающей среды вещества, необходимые ей для процессов жизнедеятельности.