Покровная морфофункциональная система тканевых клеток. Система восприятия, трансформации и передачи сигнала.
Несмотря на большое разнообразие формы, размеров, способов взаимосвязи и функций тканевых клеток, большинству из них присущи важнейшие общебиологические и эволюционно обусловленные свойства: генетическая индивидуальность и способность передавать её следующим поколениям, реактивность и раздражимость, обмен веществ и, наконец, подвижность. Эти свойства живого обеспечиваются следующими комплексами взаимосвязанных и взаимодействующих структур, или морфофункциональными системами клетки:
Покровной или пограничной системой (плазмолемма)
Системой восприятия, трансформации и передачи сигналов (рецепторно-трансдукторной)
Внутренней метаболической средой (органеллы, ядро, включения и др.)
Опорно-двигательной системой
Покровная система клетки (плазмолемма)
Плазмолемма (клеточная мембрана) обеспечивает дискретность живого вещества за счёт разграничения его с внешней средой, генетическую индивидуальность, присущую клетками данной особи, а также транспорт веществ из клетки в клетку. Данные функциональные свойства плазмолеммы связаны с её молекулярной организацией.
П
лазмолемма
образована бимолекулярным слоем полярных
липидов и встроенными в него молекулами
глобулярных белков. Гидрофобные хвосты
липидов погружены внутрь, а гидрофильные
головки обращены в сторону содержащих
воду фаз. Жёсткость мембране придают
молекулы холестерина.
Обращенные в межклеточную среду головки отдельных фосфолипидных молекул связаны с молекулами олигосахаридов- элементами гликокаликса. Липидные молекулы плазмолеммы обеспечивают её основные физико-химические свойства, в первую очередь, текучесть мембраны, допускающую свободное перемещение составляющих её молекул (в т.ч. переход липидных молекул из одного слоя в другой слой билипидного слоя).
Белковые компоненты представлены собственно интегральными (трансмембранными), полуинтегральными и периферическими белками.
Б
елковые
молекулы выполняют ряд специальных
функций- рецепции, трансмембранных
переносчиков, ферментативную.
Гликокаликс образован углеводными участками гликолипидов и гликопротеинов плазмолеммы. Он придаёт мембране дополнительную механическую прочность, обеспечивает адгезивные свойства (способность плазмолеммы взаимодействовать с мембранами других клеток и межклеточным веществом), участвует в распознавании родственных клеток, рецепции специфических сигналов.
Со стороны внутренней поверхности плазмолеммы располагается тонкий кортикальный слой гиалоплазмы (кортекс) с множеством актиновых микрофиламентов. Этот слой связан с периферическими белками плазмолеммы и цитоскелетом. Она также даёт плазмолемме некоторый запас прочности и участвует в поддержании её формы.
Генетическая индивидуальность обеспечивается факторами цитоплазмы:
Непрерывностью плазмолеммы и её регенерацией
Наличием в составе плазмолеммы молекул гистосовместимости, которые определяют генетические отличия клеток одного организма от другого. Молекула гистосовместимости состоит из интегрального трансмембранного белка, периферического мембранного белка с малой молекулярной массой и короткой молекулы белка из 9 аминокислот. Он и распознаётся другими клетками как «свой», а также клетками иммунной системы. В случае мутации возникает другой белок, в ответ на него формируется иммунный ответ.
Транспорт ионов и молекул через плазмолемму происходит разными путями.
Также клетка и её плазмолемма участвуют в образовании межклеточных соединений (контактов).
П
ростой
неспециализированный (адгезиновый)
контакт. Образуется за счёт элементов
гликокаликса- трансмембранными
протеинами взаимодействующих мембран.
Слои гликокаликса удерживают мембраны
клеток на расстоянии 10-20 нм, оставляя
межклеточную щель для транспортных
процессов ионов и низкомолекулярных
соединений. Простые адгезиновые контакты
не обеспечивают особой прочности
межклеточных взаимодействий.Плотный (запирающий) контакт. Характерен для клеток однослойных эпителиев. При формировании плотного контакта внешние слои мембран в отдельных участках максимально сближаются. В точках соприкосновения мембран располагаются интегральные белки плазмолеммы соседних клеток. Например, в эпителии кишечной типа плотные контакты формируют сплошные полосы- замыкающие пластинки, которые изолировать межклеточные щели и делают их плохо проницаемыми для ионов и молекул.
Заякоривающий контакт. В его образовании кроме клеточных мембран участвуют и фибриллярные элементы цитоскелета. К данному виду относится десмосома и полудесмосома, в формировании которых задействованы промежуточные элементы цитоскелета.
Десмосома. Образована взаимодействующими молекулами интегральных гликопротеинов плазмолемм соседних клеток. Десмосомы являются характерными контактами эпителиальных, эндотелиальных клеток, кардиомиоцитов и др., обеспечивая прочное сцепление взаимодействующих структур.
Щелевой контакт. Через него происходит прямой обмен химическими веществами между клетками. Плазмолеммы соседних клеток в зоне щелевого контакта сближены до 2-3 нм. Имеются Коннексоны- канальцы, пронизывающие насквозь плазмолемму в мембранах соседних клеток. Коннексоны ограничивают обменные процессы между клетками.
Таким образом, плазмолемма играет роль прочного механического и биологического покрова, изолируя внутренне содержимое клетки от внешней среды; она обеспечивает процессы переноса веществ из клетки во внеклеточную среду и наоборот; также является носителем информации о генетической принадлежности особи.